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公開番号2025078730
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-20
出願番号2025033306,2020139700
出願日2025-03-03,2020-08-20
発明の名称排水処理装置、発電装置、脱硫処理装置、発電方法及び脱硫方法
出願人住友重機械工業株式会社
代理人弁理士法人雄渾
主分類C02F 1/461 20230101AFI20250513BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】本発明の課題は、排水処理に付随させる技術として、より効率的なエネルギーの回収・利用あるいは脱硫処理を可能とする排水処理装置、発電装置、脱硫処理装置、発電方法及び脱硫方法を提供することである。
【解決手段】上記課題を解決するために、被処理水を処理する排水処理装置において、被処理水中の還元性物質を電子供与体とする反応により発電あるいは脱硫処理を行う排水処理装置、発電装置、脱硫処理装置、発電方法及び脱硫方法を提供する。本発明によれば、被処理水中に含まれる還元性物質を直接電子供与体として用いた反応により発電や脱硫処理を行うことで、微生物による物質移動の阻害が生じることがないため、効率的な発電や脱硫処理が可能となる。また、微生物燃料電池による発電や脱硫処理に係る設備を別途設ける場合と比べて排水処理設備を小型化することが可能となる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
被処理水を処理する排水処理装置であって、
前記被処理水中の還元性物質として、硫化水素又は硫化水素イオンを電子供与体とする
反応により発電及び脱硫処理を行う発電部と、を備え、
前記発電部に、嫌気処理後の前記被処理水中の還元性物質を導入し、発電および脱硫処
理を行うことを特徴とする、排水処理装置。
続きを表示（約 240 文字）【請求項２】
被処理水を処理する排水処理装置に設ける発電装置であって、
前記被処理水中の還元性物質として、硫化水素又は硫化水素イオンを電子供与体として
発電及び脱硫処理を行うことを特徴とする、発電装置。
【請求項３】
被処理水を処理する排水処理における発電方法であって、
前記被処理水中の還元性物質として、硫化水素又は硫化水素イオンを電子供与体として
発電及び脱硫処理を行う工程を備えることを特徴とする、発電方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電あるいは脱硫処理を伴う排水処理装置に関するものである。また、本発明は、排水処理における発電装置及び発電方法に関するものである。さらに、本発明は、排水処理における脱硫処理装置及び脱硫方法に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、有機物を含む排水を処理する方法として、種々の微生物を利用した生物処理が知られている。特に、嫌気的な環境下での生物処理（以下、「嫌気処理」と呼ぶ）は、曝気動力が不要で、余剰汚泥がほとんど発生しないことなど、導入のメリットが高いことから広く用いられている。また、嫌気処理による排水処理に付随して、様々な処理工程や技術を組み合わせることも行われている。例えば、嫌気処理に付随させる技術の一つとしては、嫌気処理により発生したメタンなどのバイオガスを燃料として用い、発電を行うことが知られている。
【０００３】
一方、微生物による酸化還元反応を利用して発電を行う技術として、微生物燃料電池が知られている。微生物燃料電池とは、微生物の代謝能力を利用して電気エネルギーを得るものである。より具体的には、微生物燃料電池とは、微生物によって有機物などの基質が酸化分解する過程で生じた電子をアノード側で回収し、カソード側に電子を移動させることで電流を得る構成を有するものである。
【０００４】
例えば、特許文献１には、一対の電極の一方をアノードとして嫌気性下で生育可能な微生物及び有機性物質を含む溶液（懸濁液）と接触させ、他方の電極をカソードとして構造上空隙を有する材料によって形成して空気と接触させ、アノードとカソードを電気的に接続して閉回路を形成させた発電装置が記載されている。また、特許文献１には、アノード表面に微生物を付着させることも記載されている。さらに、特許文献１には、この発電装置により、アノードにおける有機性物質を電子供与体とする微生物による酸化反応、及び、カソードにおける酸素を電子受容体とする還元反応を進行させる発電方法についても記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－３４２４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記載されるような微生物燃料電池による発電は、エネルギー変換効率が低く、実用化に際しては発電出力の向上が大きな課題となっている。これは、微生物を直接電極に接触あるいは担持させるため、電極への物質移動が微生物により阻害されることや、微生物の代謝速度が律速となることに起因しているものと推察される。
【０００７】
また、近年、排水処理時における設備駆動電力を抑え、省エネルギー化に優れるものとするために、排水処理に付随させる技術として、効率的なエネルギーの回収・利用が可能な技術が求められている。このような技術の一つとして、排水処理に微生物燃料電池を適用し、排水処理と発電を同時に行うことに係る技術が検討されているが、上記したように、十分な発電出力を得ることが困難であるという課題がある。
【０００８】
さらに、排水処理に付随させる技術としては、効率的なエネルギーの回収・利用以外にも、排水処理時に発生する被処理水中の有害物質を効率的に除去する技術が求められる。このような技術としては、特に、排水処理時に発生する硫化水素を除去する脱硫処理を効率的に行うことが求められている。
【０００９】
本発明の課題は、排水処理に付随させる技術として、より効率的なエネルギーの回収・利用あるいは脱硫処理を可能とする排水処理装置、発電装置、脱硫処理装置、発電方法及び脱硫方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の課題について鋭意検討した結果、排水処理において被処理水中の還元性物質を用いた反応を行うことにより、排水処理において、発電による効率的なエネルギーの回収・利用が可能となることや被処理水の脱硫処理が可能となることを見出して、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の排水処理装置、発電装置、脱硫処理装置、発電方法及び脱硫方法である。
（【００１１】以降は省略されています）

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