JPS6377594A - 生物分解性有機物の処理方法及びそのための装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は有機廃棄物の処理に関し、さらに詳しくは水
性媒体中の生物分解性有機廃棄物の処理方法及びそのた
めの装置に関する。この発明はさらに、このような生物
分解性有機廃棄物を処理するための、多孔性有機支持体
上に固定化された微生物を使用する改良された方法に関
する。

〔従来の技術〕

廃液の処理及び汚染の制御に多くの方法が使用されてい
る。例えば埋込み、積み上げ、海中投棄等による有機廃
棄物の処理は環境破壊をもたらし、そして毒性汚染物の
除去には非常に費用がかかる。

他の廃棄物処理法には生物学的な好気的又は嫌気的発酵
、好熱菌消化、分解蒸留及び焼却が含まれる。若干の場
合には、これらの方法は有機廃棄物をエネルギー源に、
そして有用製品にさえ転換することができる。すなわち
、Ｗ、Ｊ、Ｊｅｗｅｌｌ等は、１９７４年８月１８〜２
１日、モーガンタウン、ウェストバージニア、ウェスト
バージニア大学、１９７４　ｔｈｅＮｏｒｔｈｅａｓｔ
　Ｒｅｇｉｏｎａｌ　Ｍｅｅｔｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　
ＡｍｅｒｉｃａｎＳｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕ
ｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓにおいて発表された
“Ｍｅｔｈａｎ　Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　Ａ
ｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＷａｓｔｅｓ　：　Ｒｅｖｉｅ
ｗ　ｏｆ　Ｃｏｎｃｅｐｔ　ａｎｄ　Ｆｕｔｕｒｅ　Ａ
ｐｐｌｉ−ｃａｔｉｏｎｓ”、報告＋ｔｈ　ＮＡ７４−
１０７において、燃料製造における嫌気的発酵の使用を
開示した。この中に記載されている最も有望な方法の１
つは、近年かなりン主目されており、そしてＲ，Ａ、Ｍ
ｅｓｓｉｎｇ　、　Ｂｉ。

ｔｅｃｈｎｏｌｏ　　　　ａｎｄ　　Ｂｉｏｅｎ　　１
ｎｅｅｒｉｎ　　、Ｖｏｌ、ＸＸＩＶ、１１１５−１１
２３頁（１９８２）　？及びＧｅｎｅｔｉｃ　Ｅｎｇｉ
ｎｅｅｒｉｎｇ　ＮＥＷ　２（Ｒ３）　、８−９　（５
月／６月）により検討されている生物学的嫌気発酵であ
る。

生物学的嫌気発酵における最近の関心は、少なくとも部
分的には、嫌気的フィルターの開発に基くようである。

これは、Ｊ、Ｃ，Ｙｏｕｎｇ等、Ｊｏｕｒ。

Ｗａｔｅｒ　Ｐｏ１１．　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｆｅｄ、　
　４１　、　Ｒ１６０（１９６９）　；１９７４年９月
１８日、英国、バーミンガム、ｔｈｅＢｉｒｍｉｎｇｈ
ａｍ　５ｈｏｒｔ　Ｃｏｕｒｓｅ　ｏｎ　Ｄｅｓｉｇｎ
　Ａｓｐｅｃｔｓ　ｏｆＢｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｔｒｅ
ａｔｌＩｌｅｎｔ、Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ａｓ
ｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆ　Ｗａｔｅｒ　Ｐｏ１ｌｕｔｉ
ｏｎ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈにおいて発表されたＰ、Ｌ、Ｍ
ｃＣａｒｔｙの”　Ａｎｄｅｒｏｂｉｃ　Ｐｒｏｃｅｓ
ｓｅｓ”　；及びＪ、Ｃ，Ｊｅｎｎｅｔｔ等、Ｊｏｕｒ
、Ｗａｔｅｒ　Ｐｏ１１．Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｆｅｄ、。

虹、１０４（１９７５）により開示されている。嫌気的
フィルターは本質的に、石を収容しておりそしてこの石
の表面上に微生物のフィルムを有する垂直カラム又はタ
ンクである。しかしながら、この嫌気的フィルターにお
いては廃棄物がカラムの底部からフィルターに供給され
る。従って、廃棄物の流れは石のベッドを通って上方に
向い、この結果ベッドは完全に浸漬される。嫌気的微生
物は石の間の空間に蓄積し、そして大きな活性な生物塊
をもたらす。Ｊ、Ｃ，Ｙｏｕｎｇ等、前掲、Ｒ１５０は
、流出液が本質上生物固形物を含有しないことを示唆し
ている。

固定化微生物の使用における他の改良がＲ，Ａ。

Ｍｅｓｓｉｎｇの米国特許Ｎｌｌ　４．３２Ｌ１４１号
により教示されており、この特許は有機廃棄物含有水性
媒体を加圧下に第１の加水分解的酸化還元的生物反応器
に通し、そして次に第２の嫌気的生物１反応器に通すこ
とによる、水性媒体中の生物分解性廃棄物の処理方法を
開示している。各生物反応器は無機担体上に固定化され
た微生物を収容する。この処理法の第１生物反応器及び
第２生物反応器の両者は、バイオマスの蓄積のために適
当な多孔性無機支持体を収容している。第１生物反応器
中での副産物として二酸化炭素が生成し、そして過剰の
二酸化炭素はその反応器中の酸生産微生物の代謝及び増
殖を阻害することが知られる。水性媒体が第１生物反応
器の底部から供給され、そして加圧下で上方に向って強
制流動され、そして発生した二酸化炭素は同じ方向に泡
立つ。不都合なことには、米国特許ｌｌ＆１４．３２１
．１４１号に教示されている装置を使用する場合、過剰
の二酸化炭素を選択的に除去することができない。

〔発明の概要〕

この発明によれば、実質的に水性の媒体中の生物分解性
有機物の改良された処理方法が提供される。この方法は
、まず水性媒体を下に向けて、上部と下部を有する第１
固定化微生物反応器１に通すことを含む。第１生物反応
器１は、有機物を加水分解及び酸化することができる微
生物相、並びにその上に該微生物相が固定化される多孔
性支持体を収容する。有機物は固定化された微生物によ
り作用を受けて第１反応生成物を生成し、そして反応の
副産物として気体状二酸化炭素を発生する。

次に、第１反応生成物を下方向に第２固定化生物反応器
２０に通す、この反応器は第１反応生成物をメタンに転
換することができる第２微生物相を収容する。この微生
物相もまた多孔性支持体に固定化されている。工程中、
第１反応器の上部から気体状二酸化炭素が取り出され、
ここではこの気体の蓄積は有害であり、そして第２反応
器に４人される。第２反応器では二酸化炭素の存在が必
要である。さらに、この方法は第１生物反応器における
有機物の再循還を用いる。

〔発明の具体的な記載〕

第１図において、１は本発明の加水分解的酸化還元的生
物反応器（第１反応器）であり２０は嫌気的生物反応器
（第２反応器）である、第１反応器１中には酸化還元的
微生物相を支持する多孔性支持体２が収容されており第
２反応器２０中には嫌気的微生物相を支持する多孔性支
持体２１が収容されている。

処理すべき廃棄物は廃棄物槽３から供絡ポンプ４により
入口５から第１反応器の上部に供給される。廃棄物液体
は第１反応器を下行し、この間に固定化微生物により加
水分解的及び酸化還元的に分解される。液は出口６から
液体導管７を通って第２反応器の入口２２に供絡され、
他方発生した二酸化炭素は気体導管８及び輸送ポンプ９
を介して第２反応器に供絡される。他方、液の一部は循
環ポンプ１０及び循環導管１１を通して外部循環される
。

こうして、液体及び二酸化炭素を主とする気体から成る
第１反応生成物は、第２反応器に導入され、ここで微生
物による嫌気的分解を受け、液２５はバルブ２３を介し
て排出され、他方例えばメタンを主とする気体２５はポ
ンプ２４を介して取り出される。

この明細書において使用する場合、“生物分解性”なる
語は単に、処理されるべき有機廃棄物の少なくとも幾ら
かが微生物によって分解され得ることを意味する。実際
には、有機廃棄物の約５０重世％以上が一般に生物分解
性で−あろう。しかしながら、この発明の処理方法にお
いては実質的に低いレベルの生物分解性有機物を有する
廃棄物を用いることが必要であるか、又は好ましいであ
ろう。

すなわち、有機廃棄物又はこのような廃棄物を含有する
水性媒体は非生物分解性有機物及び無機物を含有するこ
とができる。但し、有機廃棄物及び水性媒体が、反応器
のいずれかの中に存在する微生物に対して有意な毒性を
有する化合物を本質上含有しないことを条件とする。

一般に、水性媒体の種類は臨界的ではない。はとんどの
場合、水は媒体の約５０重量％以上を占める。しばしば
、水は水性媒体の約８０〜約９８重量％を占める。

しばしば、この発明の処理方法によって処理されるべき
廃棄物流は前処理しないで用いることができる。場合に
よっては、廃棄物流を水で稀釈すること、この発明の処
理装置を通して水性媒体を移動せしめるために必要なポ
ンプ装置を妨害するかもしれない過剰量の固形物又は過
度に粗い固形質を廃棄物流から分離すること、又は例え
ば無機塩基もしくは有機塩、例えば炭酸カリウム、水酸
化ナトリウム、トリエチルアミン等を加えることによっ
て水性媒体のｐＨを上昇せしめることが好ましく又は必
要である。他の方法として、固形廃棄物又は本質的に非
水性の有機廃棄物を、所望により水で稀釈することがで
きる。

この明細書において使用する場合、“生物反応器”　（
ｂ　１ｏｒｅａｃ　ｔｏｒ）なる語は“生化学的反応器
”（ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　ｒｅａｃｔｏｒ）の略で
あり、そしてその内で行われる化学的変化又は転換が生
物体によって行われることを意味する。“固定化微生物
反応器”なる語は固定化された状態にある（この語は当
業者により使用されている）微生物のごとき生物体に関
して用いられる。

すでに記載したように、この発明の方法の第１生物反応
器１及び第２生物反応器２０の両者はバイオマスの蓄積
に適する多孔性支持体２を収容する。第２生物反応器の
場合、多孔性支持体２１は場合によっては調節された孔
を有する疎水性有機膜の領域内に収容される。

便利には、２つの生物反応器中の多孔性支持体は同じタ
イプのものであるが、このことは必ずしも必要ではない
。好ましくは、各生物反応器中の支持体は多孔性であり
、大きな表面積を有し、頑強であり、寸法安定性を有す
る材料からなり、そして比較的小体積内に多くのバイオ
マスを蓄積するために適当なものである。さらに好まし
くは、支持体の孔の７０％以上が、生物反応器中に存在
する微生物と同様の最小の主寸法を有し、しかし該微生
物の５倍より小さい最大主寸法直径を有するであろう。

最も好ましくは、支持体の孔の平均直径は約０．８〜約
２２０μの範囲である。

この発明書において使用する場合、“大きな表面積の多
孔性支持体”なる表現は、支持体ｇ当り約０．０１　ｒ
ｒｒ以上の表面積を有する支持体を意味する。

一般に、表面積は不活性ガス吸着法又はＢ、Ｅ、Ｔ、法
により決定される。ｌＪ、Ｇｒｅｇｇ及びに、Ｓ、Ｗ、
Ｓｔｎｇ。

Ａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ、５ｕｒｆａｃｅ　Ａｒｅａ、ａ
ｎｄ　Ｐｏｒｏｓｉｔｙ”、アカデミツクプレス、ニュ
ーヨーク、１９６７を参照のこと。他方、孔の直径は水
銀押込ポロシメトリーにより最も容易に決定される。例
えば、Ｎ、Ｍ、Ｗｉｎｓｌｏｗ及びＪｊ、５ｈａｐｉｒ
ｏ、　”　Ａｎ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ　ｆｏｒ　ｔｈ
ｅＭｅａｓｕｒｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｏｒｅ−Ｓｉｚｅ　
Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｂｙＭｅｒｃｕｒｙ　Ｐｅ
ｎｅｔｒａｔｉｏｎ″、　ＡＭＳＴ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ
　　Ｎ１１２３６゜１９５９年２月を参照のこと。

支持体は無機物でも有機物でもよく、そして一般に珪素
系又は非珪素系金属酸化物であることができ、これらは
非晶質もしくは結晶性であり、又は親水性表面を有する
頑強な有機ポリマーである。

珪素系材料の例には特に、ガラス、シリカ、ハロイサイ
ト（ｈａ　ｌ　１ｏｙｓ　ｉ　ｔｅ）、カオリナイト、
コルディエライト、ウオラストマイト（杓１１ａｓ　ｔ
ｏｎ　ｉ　ｔｅ）、へントナイト等が含まれる。非珪素
系金属酸化物の例には特に、アルミナ、スピネル（ｓｐ
ｉｎｅｌ）、アパタイト、酸化ニッケル、チタニア等が
含まれる。

無機支持体はまた、珪素系材料と非珪素系材料例えばア
ルミナーコルデエエライトとの混合物から構成され得る
。コルディエライト及び粘土（すなわち、ハロリサイト
及び／又はカオリナイト）材料、例えば例において好ま
しいとして用いられた材料が好ましい。頑強な有機ポリ
マーの例にポリエチレン、ポリプロピレン、フルオロカ
ーボンポリマーがあり、このそれぞれは親水性表面層に
より修飾される。

無機材料のさらに完全な記載については、Ｒａ１ｐｈＡ
、　Ｍｅｓｓｉｎｇ及びＲｏｖｅｒｔ　Ａ、Ｏｐｐｅｒ
ｍｏｎｎの１９７７年出願の米国特許出願寛８３３，２
７８　（現在米国特許阻４、１５３，５１０）を参照の
こと。

すでに記載したように、各生物反応器中の多孔性支持体
は微生物の蓄積のための座をもたらす。

支持体の多孔性は生物反応器の容積当り比較的高いバイ
オマスの蓄積を可能にするのみならず、各生物反応器内
のバイオマスの維持を助ける。

この明細書において使用する場合、“微生物”なる語（
さらにその派生物を含む）は、有機物を分解する、例え
ば有機物を栄養として利用するすべての微生物を包含す
る。この語はさらに、１又は複数種類の他の微生物の１
又は複数種類の代謝産物を栄養として利用する微生物を
包含する。従って、“微生物”なる語は藻類、細菌、カ
ビ及び酵母を包含するがこれらに限定されない。細菌が
最も好ましい。

一般に、各生物反応器中に存在する微生物の種類はし臨
界的ではない。各生物反応器中のバイオマスが所望の結
果を達成するように選択されることのみが必要である。

すなわち、このバイオマスは単一の微生物種から成って
もよく又は複数の種から成っていてもよく、これらの微
生物種は既知のものでもよく、未知の（同定されていな
い）ものでもよい、さらに、各生物反応器中のバイオマ
スは厳密に好気性であることも厳密に嫌気性であること
も必要でない。但し、２つの生物反応器の主たる機能が
それぞれ加水分解的−酸化還元的生物反応器及び嫌気的
生物反応器という名称に合致するものであることを条件
とする。“主たる機能”なる語は、この明細書において
使用する場合、各反応器中のバイオマスの８５％以上が
、反応器の名称に従って機能することを意味する。

言い換えれば、加水分解的−酸化還元的機能と嫌気的機
能との間の境界線又は境界域は臨界的である。高濃度の
炭素化合物については、加水分解−酸化還元的段階にお
ける再循還及びＣＯ□の除去によりそれを調節すること
ができる。

この明細書において使用する場合、“加水分解的−酸化
還元的”なる語は、加水分解及び酸化−還元反応により
巨大分子を小ユニット、例えばモノマー及びオリゴマー
に分解する第１反応器の機能を意味する。これを行うこ
とにより、第１生物反応器はまた水性媒体の溶存酸素を
消費するためにも役立つ。

従って、第１生物反応器は、従来技術に“好気的”なる
語が使用されているように好気的生物反応器ではない、
水性媒体は連続的に通気されず、又は空気もしくは酸素
によって飽和されない。しかしながら、媒体中の残留酸
素が消耗されるから、少なくとも幾らかの酸化−還元は
好気的に生ずる。

処理されるべき水性流は、加水分解−酸化還元段階の頂
部から下方に向って導入され、その結果水性流は気体の
流れと向流し、この結果、過剰の二酸化炭素をこの段階
の頂頭から分離することが可能となり、酸生成に対する
この気体の阻害効果が除去される。次に、過剰の二酸化
炭素はメタンに還元するための嫌気的段階に導入される
。

加水分解的−酸化還元的反応器において用いられる微生
物の例には特に、厳格な好気性細菌、シュードモナス・
フルオレセンス　（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｒ＋ａｓｆｌｕｏ
ｒｅｓｅｎｓ）　、アシネトバクタ−・カルコアセチカ
ス（Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ　ｃａ！ｃｏａｃｅｔ
ｉｃｕｓ）等；通性好気性細菌、例えばニジエリシャ・
コ’Ｊ　（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ印且）、バシルス・
ズブチリス（Ｂａｃｉｌｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）−、
ストレプトコッカス・ファエカリス（Ｓｔｒｅ　ｔｏｃ
ｏｃｃｕｓ　ｆａｅｃａｌｉｓ）　、スタフィロコンカ
ス・アウレウス（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ　ａｕ
ｒｅｕｓ）　、サルモネラ、ティフィムリウム（Ｓａｌ
ｍｏｎｅｌｌａ　ｔｙｐｈｉｍｕ一旦憇）、タレプシー
ラ・ニューモニア（Ｋｌｅｂｓｉｅｌ　ｌａ匹互す男１
搬−、エンテロバクタ−・クローカー（Ｅｎｔｅｒｏｂ
ａｃｔｅｒ　ｃｌｏａｃａｅ）　、プロテウス−ブルガ
リス（紅旦並し正江肛Ｕ）等；嫌気性細菌、例えばクロ
ストリジウム・ブチリカム（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ」
旦７）　、バタテロイデス・フラジリス孤匹−ｔｅｒｏ
ｉｄｅｓ　ｆｒａｚｉｌｉｓ）、フスコバクテリウム・
ネタロフォルム（Ｆｕｓｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｎｅ
ｃｒｏ　ｈｏｒｕｍ）　、レプトトリキア・ブカリス具
」佳ＩＬ匡屓ｌ上賎９上堕）、バイロネラ・バルブラ旦
」士巨吠旦し１ｍ姐ｈ）、メタノバクテリウム・ホルミ
シクム（Ｍｅｔｈａｎｏ−ｂａｃｔｅｒｉｕｍ　ｆｏｒ
ｍｉｃｉｃｕｍ）　、メタノコツカス・マゼイ（Ｍｅｔ
ｈａｎｏｃｏｃｃｕｓ　ｍａｚｅｉ）　、メタノサルシ
ナ・パルケリ　（Ｍｅｔｈａｎｏｓａｒｃｉｎａ　ｂａ
ｒｋｅｒｉ）　、ペブトコソカス学アナエロビウス（Ｐ
ｅ　ｔｏｃｏｃｃｕｓ　ａｎａｅｒｏｂｉｕｓ）　−。

サルシナ・ベントリクリ　（Ｓａｒｃｉｎａ　ｖｅｎｔ
ｒｉｃｕｌｉ）等；カビ、例えばトリコデルマ・ビリデ
（Ｔｒｉｃｈｏｄｅｒｍａ　ｖｉｒｉｄｅ）　、アスペ
ルギルス・ニガーθ１凹工〔ユ知五」状Ｐ江）等、及び
酵母、例えばサツカロミセス・セレビシェ−（Ｓａｃｃ
ｈａｒｏｍ　ｃｅｓｃｅｒｅｖｉｓｉａｅ）　、サツカ
ロミセス・エリプソイデス（Ｓａｃｃｈａｒｏｍ　ｃｅ
ｓ　ｅｌｌｉｐｓｏｉｄｅｕｓ）等が含まれる。

明らかに、加水分解−酸化還元生物反応器は偏性好気性
菌又は偏性嫌気性菌のみを含有すべきでない。

嫌気性生物反応器において使用することができる微生物
の例には特に、通性嫌気性細菌、嫌気性細菌、及び酵母
、例えば上に記載したものが含まれる。言うまでもなく
、嫌気性生物反応器は偏性好気性菌のみを含むべきでは
ない。但し、このような微生物の存在は通常は有害では
ない。

すでに指摘したように、各生物反応器において使用され
る微生物は目的とする結果に基いて選択される。特定の
生成物が必要でない場合、微生物の選択は廃棄物転換効
率、運転パラメーター、例えば温度、流速等、微生物の
利用可能性、微生物の安定性等を基礎にして行うことが
できる。他方、　　　、４３、特定の生成物が所望の場
合、微生物は典型的にはその生成物の生産を最大にする
ように選択される。

例えば、下記の表は示されている生成物をもたらすであ
ろう微生物の幾つかの適当な組合わせを示す・　　　　
　　　　　　　　　　　　　以下奈白一般に、微生物は
常法に従って生物反応器に導入される。例えば、生物反
応器に所望の微生物を、典型的には水性微生物懸濁液を
生物反応器に循環することにより接種することができる
。別の方法として、微生物を廃棄物流に任意の好ましい
段階で添加することができる。廃液流がすでに適当なタ
イプの微生物を含有する場合、このような廃棄物を２つ
の生物反応器に通すことによって、やがてその中に必要
な微生物のコロニーが確立されるであろう。言うまでも
なく、その上に固定化された微生物を有する多孔性支持
体を用いて生物反応器を組み立てることができる。

第２生物反応器は場合によっては調節された孔を有する
疎水性の有機膜を収容する。この明細書において使用す
る場合、“膜゛なる語は、連続的に成形された物品又は
非連続的な物品であって、その形状及び寸法がプロセス
要件に適合するものである。すなわち、この膜は平らな
又は湾曲したシート、３次元物品、例えば直方体又は円
筒状チューブ、あるいは気体及び水性媒体のための交互
のチャンネルを有する複合一体化物品である゛ことがで
きる。実際には、膜はほとんどの場合２つの多孔性シー
トから成り、その間に水性媒体の通路を形成するであろ
う。気体の拡散が生じ、二酸化炭素は下方の膜を通して
取り出され、そしてメタンは上方の膜を通して取り出さ
れる。壁厚は臨界的ではないが、膜が変形及び破損を伴
わないで工程条件に耐えるのに十分でなければならない
。一般に、約１１１以上の壁厚が好ましい。

膜は疎水性多孔性ポリエチレン、ポリプロピレン又はフ
ルオロカーボンであることができる。

膜は調節されたポロシティ−を有し、孔の約９０％以上
が約１０００人〜約１０，０００人の直径を有しなけれ
ばならない。好ましくは、孔の直径の範囲は約９００人
〜約９．０００人、そして最も好ましくは約１　、５０
０人〜約６，０００人である。

２つの生物反応器の構成は、この発明の処理方法にとっ
て臨界的ではない。多（の場合、加水分解−酸化還元生
物反応器は常用の円筒状又はチューブ状反応器であって
下方流式で且つ再循還弐のものであり、他方嫌気生物反
応器は好ましくは平床型のものである。各反応器は多孔
性支持体を収容する。典型的にはこのような反応器は、
気体及び液体の両者に対して不浸透性である任意の適当
な材料から構成される。適当な材料には特にガラス、ス
テンレス鋼、ガラスコートａ、ポリ　（テトラフルオロ
エチレン）等が含まれる。各生物反応器は場合によって
はジャケットを有する。もし存在するとすれば、ジャケ
ットは任意の通常の材料、例えば生物反応器について挙
げた材料から構成される。

第２生物反応器の場合、これは場合によっては調節され
た孔を有する、疎水性の有機膜を有する。

この生物反応器はなおジャケットを有することができ、
そしてそれが好ましく、特に、この発明の処理方法の間
に発生する気体状生成物を収容し、単離し、分析し、利
用し、又は他の方法で取扱うことが必要であるか又は望
ましい場合にそうである。

さらに一般的に言えば、各反応器は通常、流体の通過の
ための１又は複数のチャンオルを有するような形状を有
する。多数のチャンネルが設けられる場合、これらのチ
ャンネルはこれらのチャンネルを通る流体の独立流を提
供することができ、又はこれらは容易に連結され得る。

水性媒体はこのようなチャンネルを通過して又はこのよ
うなチャンネルの周囲を流れることができる。多孔性支
持体はこれらのチャンネルを形成するように構成するこ
とができ、又はこれらのチャンネルの周囲に配置するこ
とができる。例えば、すでに記載した円筒状生物反応器
が与えられれば、多孔性支持体をシリンダー又はチュー
ブの形で得ることができる。従って、水性媒体はシリン
ダー又はチューブを通って又はその周囲を流れることが
できる。

第２生物反応器において有機膜が使用される場合、気体
状生成物又は反応体は膜から又は膜を通過するであろう
。膜が使用されない場合、気体状生成物は生物反応器液
層から蒸気又はガス相に単に移行するであろう。

言うまでもなく、気体状生成物の除去は当業者に知られ
ている種々の手段によって容易に達成される。典型的に
は、気体状生成物は第２生物反応器から単純にポンプ除
去される。言い換えれば、第２反応器の気体空間は、第
２反応器の圧力よりも低い圧力に維持されている気体収
集手段に連結される。

工程温度は、各反応器中の微生物が生存し続ける範囲で
あることのみが必要であるが、実際には、この発明の方
法は約１０℃〜約６０℃の温度において行われよう。第
１反応器は好ましくは上昇した温度、すなわち周囲温度
より高い温度に維持される。このような条件下での第１
反応器の好ましい温度範囲は約１０℃〜約４０℃であり
、他方第２反応器は一層低い温度、好ましくは約１０℃
低く維持される。

この発明は詳細に記載した特定の例に限られるのではな
く。この発明の範囲を逸脱することなく種々の変更を行
うことができよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の模式図である。図中、１は第１
生物反応器、 ７は液体輸送手段、 ８は気体輸送手段、 １１は外部循環手段、 ２０は第２生物反応器、 をそれぞれ示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水性媒体中に懸濁又は溶解している生物分解性有機
   物の処理方法であって、 ａ）前記懸濁又は溶解している生物分解性有機物を加水
   分解的酸化還元的固定化生物反応器に流し、これによっ
   て第１反応生成物を形成せしめ且つ気体状二酸化炭素を
   発生せしめ、ここで前記の流れが該気体状二酸化炭素に
   対向して下方向に向う段階； ｂ）次に前記第１反応生成物の流れを嫌気的固定化生物
   反応器に通してメタンガスを発生せしめる段階； ｃ）前記加水分解的酸化還元的生物反応器からの前記二
   酸化炭素を前記嫌気的微生物反応器に導く段階；及び ｄ）メタンガスを集める段階； を含んで成る方法。 ２、前記懸濁又は溶解している生物分解性有機物を前記
   加水分解的酸化還元的微生物反応器の一端からその他端
   に流し、そして該有機物の部分を該一端から該他端に再
   循還する、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記両反応器中の微生物が多孔性大表面積の頑強な
   支持体上に固定化されている特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ４、前記加水分解的酸化還元的生物反応器の微生物が通
   性微生物である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ５、前記嫌気的微生物反応器の微生物がメタノバクター
   （Ｍｅｔｈａｎｏｂａｃｔｅｒ）である特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。 ６、前記微生物反応器の少なくとも１つの支持体が無機
   材料製である特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ７、前記無機材料が金属酸化物である特許請求の範囲第
   ６項に記載の方法。 ８、前記金属酸化物が珪土又は珪質土である特許請求の
   範囲第７項に記載の方法。 ９、前記金属酸化物がアルミナである特許請求の範囲第
   ７項に記載の方法。 １０、前記生物反応器の少なくとも１つの支持体が、親
   水性表面を有する疎水性の頑強な有機ポリマーである特
   許請求の範囲第３項に記載の方法。 １１、前記有機ポリマーがポリエチレン、ポリプロピレ
   ン及びフルオロカーボンポリマーから成る群から選択さ
   れる特許請求の範囲第１０項に記載の方法。 １２、前記フルオロカーボンポリマーがポリビニリデン
   ジフルオリドフルオロカーボンである特許請求の範囲第
   １１項に記載の方法。 １３、前記両微生物反応器のｐＨ条件を生成物の生成を
   最適にするように調整する特許請求の範囲第１項に記載
   の方法。 １４、前記メタンを間欠的に集める特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 １５、前記メタンを前記嫌気的生物反応器の圧力より低
   い圧力において集める特許請求の範囲第１４項に記載の
   方法。 １６、前記嫌気的生物反応器から流出物を取り出す段階
   をさらに含んで成る特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 １７、前記各微生物反応器中の温度が約１０℃〜約６０
   ℃である特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １８、入口及び出口を有し中に多孔性微生物支持体を収
   容する第１生物反応器、入口及び出口を有する第２生物
   反応器、第１生物反応器からの気体生成物を第２生物反
   応器に輸送する手段、及び第１生物反応器からの液体成
   分を第２生物反応器に輸送する手段を有する、水性媒体
   中に懸濁又は溶解している生物分解性有機物を処理する
   ための装置。 １９、第１生物反応器中の内容物を外部循環するための
   手段をさらに有する特許請求の範囲第１８項に記載の装
   置。