硫化水素を高濃度に含む廃水からメタンガスを回収するリアクターを開発：研究開発の最前線

国立環境研究所は、硫化水素を高濃度に含む有機性廃水から、メタンガスを回収するメタン発酵リアクターを開発した。微生物の活性を低下させる阻害物を、ばっ気装置を使用せずにバイオガスで除去できる。

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　国立環境研究所は2025年1月7日、硫化水素を高濃度に含む有機性廃水から、メタンガスを回収するメタン発酵リアクターを開発したと発表した。微生物の活性を低下させる阻害物を、ばっ気装置を使用せずにバイオガスで除去できる。

従来技術と今回の技術のアイデア［クリックで拡大］ 出所：国立環境研究所

　開発したのは、内部相分離型リアクター（Internal Phase Separated Reactor：IPSR）だ。二相式リアクターの前段と後段を上下に連結し、間をガスだけが通過できるようにした「半連結構造」を特徴とする。

　同構造の「気体式液体仕切弁」により、下段のメタン生成相で発生したバイオガスだけが、無動力で上段の酸生成相に供給される。上段と下段の水は混合せず、上段は酸性（pH5.9以下）、下段は中性（pH7.5程度）とそれぞれの段を反応に最適なpHで管理可能だ。

リアクターの構造［クリックで拡大］ 出所：国立環境研究所

　廃水中の硫化水素を下段からのバイオガスで除去するため、メタン発酵プロセスを担う嫌気性微生物の活性が阻害されず、高濃度の硫化水素を含む有機性廃水から安定的にメタンガスを回収できる。

　模擬廃水を用いた実験では、3万mgCOD_Cr/Lの有機物濃度が、下段で約3000mgCOD_Cr/L以下となり、90％以上の高い除去率で有機物を分解できることを確認した。3000〜6000mgS/Lの硫化物濃度は、バイオガスにより上段は700mgS/L以下に、下段は400mgS/L以下にまで低減。バイオガス中の硫化水素濃度は20万ppm（20％）を超え、廃水濃度換算で4000〜5000mgS/Lの硫化水素除去能力を示した。

（A）廃水中の硫化物（硫化水素）濃度、（B）有機物濃度の低減から分かるメタン発酵の順調な進行、（C）処理水の硫化水素濃度、（D）除去された硫化水素［クリックで拡大］ 出所：国立環境研究所

　国立環境研究所は今後、国内や海外の民間企業と連携し、実際の廃水を用いた実証試験に取り組む。

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