硫黄酸化細菌抑制による地熱発電所冷却水系統の運転安定化

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555276
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 井上 千弘 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教授 (30271878)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 矢野 篤男 東北緑化環境保全(株), 環境事業部, 課長(研究職) ; 須藤 孝一 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助手 (90291252) ; 千田 佶 東北大学, 大学院・環境科学研究科, 教授 (10005499)
• Keywords: 地熱発電所 / 硫黄スケール / 硫黄酸化細菌 / 硫化水素 / 遺伝子解析 / 硫酸還元細菌 / グルタルアルデヒド / カチオン系界面活性剤

Research Abstract

本研究では、地熱発電所の冷却水系統で発生する硫黄スケール量を、硫黄酸化細菌の活動を抑制することによって大幅に減少させることを目的としている。
本年度においては、地熱発電所内に蓄積された硫黄スケールを再度採取し、その中に生育する微生物の全DNAを抽出し、PCR-DGGE法を利用してこれまでに単離した硫黄酸化細菌との比較を行い、冷却塔、復水器等の各場所における優占種の推定を行ったところ、従来単離してきた菌株が実際の現場において優占種となっている可能性が高いことが示された。また合わせて、地熱発電所冷却水系統のうち、嫌気的な環境下に棲息する硫酸還元細菌を分離し、それらの特性評価を行った。その結果、冷却塔の底部や復水器内部から硫酸還元細菌が単離され、系内では硫黄化合物の酸化と還元の両者が同時に異なる場所で進行するような生態系が形成されていることが判明した。16s rDNAを抽出し、PCR-RFLP法により解析した結果、地熱発電所から単離された硫酸還元細菌は冷却水として用いる河川水とともに発電所内に入ってきたものと推定された。
これまで得られてきた知見をもとに、地熱発電所の冷却水系統で発生する硫黄スケール量を最小化する方法として、その主要原因となる硫黄酸化細菌の活動を抑制する薬剤添加を検討・実施した。添加する薬剤として生分解性の高いグルタルアルデヒドおよびカチオン系界面活性剤G-50を選定した。小規模の現場試験の結果、これらの有効性が示されたため、A地熱発電所で実際に添加試験を実施した。添加方法は、運転開始時にグルタルアルデヒドを添加し運転期間中G-50を継続的に添加するものである。その結果、約2/3の期間しかG-50を添加できなかったにもかかわらず、硫黄スケールの生成量を25%削減することができた。

Research Products

• [Publications] 須藤 孝一他: "硫酸還元菌によるポリ硫化物からの硫化水素生成"硫酸と工業. 56・10. 83-92 (2003)
• [Publications] Yui Takahashi, et al.: "Regeneration of hydrogen sulfide using sulfate reducing bacteria for photo catalytic hydrogen generation"Proceedings of International Biohydrometallurgy Symposium, IBS2003. (CD-ROM). (2003)