JP2002018485A - Method for treating metal-containing wastewater and method for recovery of valence metal from the metal- containing wastewater - Google Patents

Method for treating metal-containing wastewater and method for recovery of valence metal from the metal- containing wastewater

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JP2002018485A
JP2002018485A JP2000209848A JP2000209848A JP2002018485A JP 2002018485 A JP2002018485 A JP 2002018485A JP 2000209848 A JP2000209848 A JP 2000209848A JP 2000209848 A JP2000209848 A JP 2000209848A JP 2002018485 A JP2002018485 A JP 2002018485A
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iron
wastewater
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valuable metals
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Osamu Miki
理 三木
Toshiro Kato
敏朗 加藤
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an amount of generated sludge by efficiently and safely treating metal-containing wastewater to recover a valuable metal from the metal-containing wastewater. SOLUTION: When metal-containing wastewater is treated, bivalent iron is oxidized to trivalent iron by using iron-oxidizing bacteria of common autotrophism at 1-3 pH. After decomposing by oxidizing organic matter in the wastewater, hydroxide of iron is generated at 3-5 pH, and the iron hydroxide is recovered. Thereafter, the pH is adjusted to 8-10 by an alkali agent, and hydroxides of other metals are generated to be recovered.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、金属含有排水を効
率的かつ安定して処理するとともに、金属含有排水に含
まれる有価金属を回収・再利用することにより、スラッ
ジの発生量を削減する方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for efficiently and stably treating metal-containing wastewater and reducing and generating sludge by recovering and reusing valuable metals contained in the metal-containing wastewater. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】金属含有排水には、鉱山排水、化学工場
排水、製練所排水、製鉄所排水、メッキ工場排水、ごみ
焼却場排水などがある。この中で、例えば、メッキ工場
排水は、pHが2〜3と低く、メッキの種類にもよる
が、鉄(二価)の他に、ニッケル、亜鉛、錫、クロム、
銅などの金属イオンを含有している場合が多い。これら
の金属イオンは、有害金属として排水規制の適用を受け
るため、排水中から規制値まで除去する必要がある。し
かし、金属として分離回収できれば、資源としての価値
が生じる可能性がある。さらに、メッキ工場排水等には
界面活性剤やメッキ浴添加剤等の有機物が含まれる場合
があり、これがCOD(化学的酸素要求量)として検出され
るため、COD処理が必要とされる場合がある。
2. Description of the Related Art Wastewater containing metals includes mine drainage, chemical factory drainage, sewage mill drainage, steel mill drainage, plating factory drainage, and waste incineration plant drainage. Among them, for example, plating factory wastewater has a low pH of 2-3, and although it depends on the type of plating, in addition to iron (divalent), nickel, zinc, tin, chromium,
It often contains metal ions such as copper. Since these metal ions are subject to wastewater regulations as harmful metals, it is necessary to remove them from wastewater to a regulated value. However, if it can be separated and recovered as metal, there is a possibility that its value as a resource will arise. Furthermore, plating plant wastewater may contain organic substances such as surfactants and plating bath additives, which are detected as COD (Chemical Oxygen Demand), which may require COD treatment. is there.

【0003】以下に、従来の金属含有排水の処理方法に
ついて説明する。
[0003] A conventional method for treating metal-containing wastewater will be described below.

【0004】従来から広く用いられている金属含有排水
の代表的な処理法は、中和凝集沈殿法である。この方法
は、排水のpHを水酸化カルシウム等のアルカリ剤によ
り上昇させ、排水中の金属イオンを水酸化物とした後、
沈殿池等で沈殿させて水中から金属を除去するものであ
る。
A typical treatment method of metal-containing wastewater which has been widely used in the past is a neutralization coagulation sedimentation method. This method raises the pH of the wastewater with an alkaline agent such as calcium hydroxide, and converts metal ions in the wastewater into hydroxides.
The metal is removed from the water by sedimentation in a sedimentation basin or the like.

【0005】この方法は以下のような課題がある。This method has the following problems.

【0006】1)金属水酸化物のフロックは、微細であ
り、沈殿池での沈殿分離が安定しない。これを防ぐため
に、アルカリ剤に加え、高分子凝集剤を投入する必要が
ある。
[0006] 1) The flocs of metal hydroxide are fine, and sedimentation and separation in a sedimentation basin are not stable. In order to prevent this, it is necessary to add a polymer flocculant in addition to the alkali agent.

【0007】2)発生するスラッシ゛は各種金属の混合物で
あるため、再利用が困難であり、大半が埋め立てなど廃
棄処分されている。
2) Since the slush generated is a mixture of various metals, it is difficult to reuse the slush, and most of the slush is disposed of by landfill.

【0008】3)メッキ排水の中和剤としては、通常、
消石灰(Ca(OH)2 )が用いられている。これは、
消石灰は、水酸化ナトリウムよりも安価で、水に対する
溶解度も比較的大きく、反応性に富むためである。しか
し、発生するスラッシ゛は含水率が99%と高く、脱水機処
理をおこなっても70〜80%にしか低下しない。ま
た、未溶解のカルシウム成分が大量に含まれる。このた
め、沈殿物の容積が大きく、保管・運搬・廃棄処分費が
増加する。
[0008] 3) As a neutralizing agent for plating wastewater,
Slaked lime (Ca (OH) 2 ) is used. this is,
Slaked lime is less expensive than sodium hydroxide, has relatively high solubility in water, and is highly reactive. However, the generated slush has a high water content of 99%, and is reduced to only 70 to 80% even after the dehydrator treatment. In addition, a large amount of undissolved calcium components is contained. For this reason, the volume of the sediment is large, and storage, transportation, and disposal costs increase.

【0009】4)中和凝集沈殿法単独では、排水中の有
機物削減の効果をほとんど期待できない。このため、CO
Dとして計測される有機物を除去する必要がある場合が
ある。
[0009] 4) The effect of reducing organic matter in wastewater can hardly be expected by the neutralization coagulation sedimentation method alone. Because of this, CO
It may be necessary to remove organic matter measured as D.

【0010】この他、金属含有排水の処理方法として
は、中和凝集沈殿法のほかに、硫化物沈殿法、イオン交
換樹脂法、キレ−ト樹脂法、膜分離法(RO膜),溶媒
抽出法、生物濃縮法、活性炭吸着法などがある。以下に
簡単にその特徴を述べる。
[0010] In addition to the neutralization coagulation sedimentation method, sulfide precipitation method, ion exchange resin method, chelate resin method, membrane separation method (RO membrane), solvent extraction, etc. Method, bioconcentration method, activated carbon adsorption method and the like. The features are briefly described below.

【0011】1)硫化物沈殿法:排水に硫化ソ−ダ(N
2 S)を注入し、重金属を硫化物として沈殿させる方
法である。水酸化物と硫化物の溶解度積を比較すると、
硫化物の方が非常に低く、より低濃度の金属を得ること
ができる。一方で、硫化物沈殿法は、生成沈殿物の分離
が難しい点(コロイド化しやすい)や安全性(硫化ソ−
ダは酸性物質との接触により、有害な硫化水素ガスが容
易に発生)の観点から使用実績は少ない。また、沈殿物
は、各種金属の混合物であることは、中和凝集沈殿法と
同様で廃棄処分せざるを得ない。
1) Sulfide precipitation method: Sodium sulfide (N
a 2 S) is injected to precipitate heavy metals as sulfides. Comparing the solubility products of hydroxide and sulfide,
Sulfides are much lower and lower concentrations of metals can be obtained. On the other hand, the sulfide precipitation method is difficult to separate the formed precipitate (it is easy to form colloid) and safety (sodium sulfide).
Da has not been used in practice because harmful hydrogen sulfide gas is easily generated by contact with acidic substances. In addition, the precipitate is a mixture of various metals, and must be disposed of in the same manner as in the neutralization coagulation sedimentation method.

【0012】2)イオン交換樹脂法:イオン交換樹脂法
は純水の製造に広く用いられている。排水処理に適用す
る場合、陽イオン交換樹脂および/または陰イオン交換
樹脂に金属イオンを吸着させることになるが、排水処理
のように排水中のイオン濃度がかなり高い場合、樹脂の
吸着・再生が繁雑になる課題がある。また、金属成分
も、陽イオン、陰イオン以外の選択的分離は原理上困難
である。
2) Ion exchange resin method: The ion exchange resin method is widely used for producing pure water. When applied to wastewater treatment, metal ions are adsorbed on the cation exchange resin and / or the anion exchange resin. However, when the ion concentration in the wastewater is considerably high, as in wastewater treatment, adsorption and regeneration of the resin are not possible. There is a problem that gets complicated. Also, it is difficult in principle to selectively separate metal components other than cations and anions.

【0013】3)キレ−ト樹脂法:キレ−ト樹脂法は、
特定の金属に特に選択性の強い樹脂(架橋構造を有する
高分子に金属イオンと錯体を形成するキレ−ト形成基を
導入した樹脂)を用いるもので、排水中から特定の重金
属イオンを極めて低濃度まで除去できる。ごみ焼却場排
水中の水銀の除去などに用いられている。やはり、排水
中のイオン濃度が高い場合、樹脂の吸着・再生が繁雑に
なる課題がある。
3) Chelate resin method: The chelate resin method comprises:
Uses a resin that has particularly high selectivity for a specific metal (a resin in which a chelate-forming group that forms a complex with a metal ion is introduced into a polymer having a cross-linking structure). It can be removed up to the concentration. It is used to remove mercury from waste incineration plant effluent. After all, when the ion concentration in the wastewater is high, there is a problem that the adsorption and regeneration of the resin become complicated.

【0014】4)膜法:膜法は、逆浸透膜(RO:Reve
rse Osmosis)が海水の淡水化や工場排水の再利用など
で広く用いられている。浸透圧を利用し、溶媒のみを膜
を介して移動させ、清澄な処理水を得ることができる。
一方で、同時に塩類が濃縮した液が発生する。また、膜
の繁雑な洗浄や事前処理および高圧力が必要である。な
お、金属イオンの選択的な分離・濃縮は困難である。
4) Membrane method: The membrane method is a reverse osmosis membrane (RO: Reve
Rse Osmosis) is widely used for desalination of seawater and reuse of industrial wastewater. Utilizing the osmotic pressure, only the solvent is moved through the membrane, and clear treated water can be obtained.
On the other hand, a liquid in which salts are concentrated is generated at the same time. In addition, complicated cleaning and pretreatment of the membrane and high pressure are required. It is difficult to selectively separate and concentrate metal ions.

【0015】5)生物濃縮法:生物濃縮法は、特定の金
属イオンを微生物に摂取させ、微生物の体内に特定の重
金属を濃縮させる方法であるが、研究段階である。
5) Bioconcentration method: The bioconcentration method is a method in which a specific metal ion is ingested by a microorganism and a specific heavy metal is concentrated in the body of the microorganism.

【0016】6)また、重金属を含有したスラッジから
重金属イオンを回収する方法として、バクテリアリ−チ
ングや溶媒抽出方法が提案されている。
6) As a method for recovering heavy metal ions from sludge containing heavy metals, a method of bacterial leaching and a method of solvent extraction have been proposed.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】現在までに知見されて
いる金属含有排水の処理方法は、以下のような課題を有
している。
The method for treating metal-containing wastewater which has been found to date has the following problems.

【0018】まず、中和凝集沈殿法および硫化物沈殿法
であるが、先に述べたように、発生するスラッジは、排
水に含まれている各種金属の混合物である。このため、
発生したスラッシ゛の再利用は極めて困難な状況にある。こ
のため、現状では発生したスラッシ゛の大半が埋め立て処分
されている。また、発生したスラッシ゛は非溶解の消石灰を
含むため、固形物量が増大する課題がある。さらに、発
生したスラッシ゛は、一般に含水率が70-80%と極めて高いた
め、体積量も増大する。これらの結果、スラッシ゛の発生量
が増大することによる処分コストが増大する課題がある。
なお、CODとして計測される有機物の除去には対して効
果がほとんどない。
First, the neutralization coagulation sedimentation method and the sulfide sedimentation method. As described above, the generated sludge is a mixture of various metals contained in the wastewater. For this reason,
It is extremely difficult to reuse the generated slush. For this reason, most of the slashes that have occurred are currently landfilled. Further, since the generated slush contains undissolved slaked lime, there is a problem that the amount of solids increases. Further, since the generated slush has a very high water content of generally 70-80%, the volume thereof also increases. As a result, there is a problem that disposal costs increase due to an increase in the amount of slush generated.
In addition, there is almost no effect on the removal of organic substances measured as COD.

【0019】次に、イオン交換樹脂法の課題について述
べる。イオン交換樹脂は、従来から火力発電用のボイラ
ー給水や半導体用の超純水製造等に広く用いられてい
る。処理対象とする原水は、イオン濃度が1000mg/
l以下のものである。イオン濃度が高い排水等への適用は
困難である。また、イオン交換樹脂の再生液は、各種重金
属イオンの混合物であるため、再利用が困難である。さ
らに、操作が繁雑(前処理、脱着)であり、排水処理用
としてはコストが高くなる。また、長時間使用すると、
イオン交換樹脂が金属水酸化物、有機物、バクテリア等で
汚染され、通常の樹脂の再生操作では回復が困難とな
る。キレ−ト樹脂法についてもイオン交換樹脂法と同様の
課題を有しており、有価金属の回収を目指した排水処理
への適用は困難であると考えられる。
Next, problems of the ion exchange resin method will be described. Conventionally, ion exchange resins have been widely used for boiler water supply for thermal power generation, ultrapure water production for semiconductors, and the like. Raw water to be treated has an ion concentration of 1000 mg /
1 or less. It is difficult to apply to wastewater with high ion concentration. Further, since the regenerating solution of the ion exchange resin is a mixture of various heavy metal ions, it is difficult to reuse it. Furthermore, the operation is complicated (pretreatment, desorption), and the cost for wastewater treatment is high. Also, if you use it for a long time,
The ion exchange resin is contaminated with metal hydroxides, organic substances, bacteria and the like, and it is difficult to recover the resin by a normal resin regeneration operation. The chelate resin method also has the same problems as the ion exchange resin method, and it is considered difficult to apply the method to wastewater treatment aimed at recovering valuable metals.

【0020】さらに、膜法であるが、逆浸透膜(RO
膜:Reverse Osmosis)が、海水の淡水
化等、塩類濃度が1000〜10000mg/l程度の
原水を対象に広く用いられている。また、メッキ排水の
再利用に適用された場合も」ある。(例えば、逆浸透法
によるメッキ排水の再利用、和田洋六、PPM、16〜
27、1986)排水処理にROを用いると、重金属ば
かりでなく無機イオン等も原水から除去できるため、膜透
過水を工業用水として再利用できる利点がある。しか
し、同時に少量の濃縮液が発生する。この濃縮液は、重
金属イオンばかりでなく、各種の無機イオンも含有しているた
め、再利用が困難である。また、ROは、膜径が極めて
小さく、高圧力(1〜6MPa)が必要であり、排水処理
のランニングコストが増大する課題がある。また、メッ
キ排水処理に関しては、UF膜(UF:Ultra F
iltration),MF膜(MF:Micron
Filtration)は、単独ではほとんど用いられ
ていない。(例えば、排水処理における限外ろ過膜・精
密ろ過膜の利用 排水処理への適用事例−メッキ排水、
光上義道、水質汚濁研究、10、3、153−154、
1987)1例として米国でメッキ排水処理に関して、
高分子凝集剤とUF膜を組み合わせた検討事例がある
が、実用化には至っていない。 UF膜の透過水量が小
さいことが要因と考えられる。
Further, as a membrane method, a reverse osmosis membrane (RO)
Membrane: Reverse Osmosis) is widely used for raw water having a salt concentration of about 1,000 to 10,000 mg / l, such as desalination of seawater. In some cases, it has been applied to the reuse of plating wastewater. " (For example, reuse of plating effluent by reverse osmosis method, Yoroku Wada, PPM, 16-
27, 1986) When RO is used for wastewater treatment, not only heavy metals but also inorganic ions can be removed from raw water, so that there is an advantage that membrane permeated water can be reused as industrial water. However, a small amount of concentrated liquid is generated at the same time. Since this concentrated liquid contains not only heavy metal ions but also various inorganic ions, it is difficult to reuse the concentrated liquid. RO has a problem that the running diameter of wastewater treatment increases because the membrane diameter is extremely small and high pressure (1 to 6 MPa) is required. Regarding the plating wastewater treatment, UF membrane (UF: Ultra F)
illumination), MF film (MF: Micron)
Filtration) is rarely used alone. (For example, use of ultrafiltration membrane / microfiltration membrane in wastewater treatment Application example to wastewater treatment-plating wastewater,
Yoshimichi Mitsugami, Water Pollution Research, 10, 3, 153-154,
1987) For example, in the United States regarding plating wastewater treatment,
There is a study case combining a polymer flocculant and a UF membrane, but it has not been put to practical use. It is considered that the amount of permeated water of the UF membrane is small.

【0021】最後に生物濃縮法であるが、生物による重
金属取り込み速度がまだ小さく不安定であり、現段階で
は実用化は困難である。さらに、生物体内に濃縮された
重金属を分離・回収する課題があると思われる。
Finally, regarding the bioconcentration method, the uptake rate of heavy metals by living organisms is still small and unstable, and practical use is difficult at this stage. In addition, there seems to be a problem of separating and recovering heavy metals concentrated in living organisms.

【0022】このように、現在の知見されている方法
は、金属含有排水から、規制値以下まで金属を水中から
除去するか、あるいは、処理水を有効利用するかの視点
から構築されており、排水から有価金属資源を回収して
再利用することにより、発生スラッシ゛を削減しようとする
視点が欠けている。現在、結局のところ、金属含有排水
処理は、中和凝集沈殿法が最も広く用いられており、発
生するスラッジは有価金属を含有しているにかかわら
ず、埋め立て廃棄されている。
As described above, the currently known method is constructed from the viewpoint of removing metal from water containing metal to a regulated value or less from the water or effectively using treated water. There is a lack of viewpoints to reduce generated slush by recovering and reusing valuable metal resources from wastewater. At the end of the day, neutralization coagulation and sedimentation is the most widely used metal-containing wastewater treatment, and the generated sludge is disposed of in landfills regardless of whether it contains valuable metals.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、金属含有排水を処理するに際し、水質を浄化する
とともに、有価金属回収を同時に計れ、スラッシ゛発生量を
格段に削減するプロセスを開発することにあり、特許請
求の範囲に記載のとおりの次の(1)〜(11)にある。 (1)金属含有排水を処理するに際し、pHが1〜3の条
件で通性独立栄養の鉄酸化細菌を用いて2価鉄を3価鉄
に酸化するとともに排水中の有機物を酸化分解すること
を特徴とする金属含有排水の処理方法。 (2)金属含有排水を処理するに際し、前記(1)の方法で2
価鉄を3価鉄に酸化した後、pHをアルカリ剤により3
〜5として鉄の水酸化物を形成させ鉄の水酸化物を回収
することを特徴とする金属含有排水からの有価金属の回
収方法。 (3)金属含有排水を処理するに際し、pHが3〜4の条
件で通性独立栄養の鉄酸化細菌を用いて2価鉄を3価鉄
に酸化するとともに排水中の有機物を酸化分解し、同時
に、鉄の水酸化物を形成させ鉄の水酸化物を回収するこ
とを特徴とする金属含有排水からの有価金属の回収方
法。 (4)金属含有排水を前記(2)または前記(3)の方法で処理
した後、pHをアルカリ剤により8〜10に調整して金属の
水酸化物を形成・回収することを特徴とする金属含有排
水からの有価金属の回収方法。 (5)活性汚泥から馴養した通性独立栄養の鉄酸化細菌を
用いることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれかに記載
の金属含有排水からの有価金属の回収方法。 (6)鉄酸化細菌の反応槽の後段に、化学酸化剤及び/又
は紫外線及び/または光触媒による排水中の有機物の酸
化装置を用いることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれ
かに記載の金属含有排水からの有価金属の回収方法。 (7)通性独立栄養の鉄酸化細菌の反応槽に吹き込む空気
量を、酸化還元電位(銀・塩化銀基準)が+550mV(銀/
塩化銀基準)以上になるように調整することを特徴とす
る前記(1)〜(6)のいずれかに記載の金属含有排水からの
有価金属の回収方法。 (8)金属の水酸化物を回収する方法として、膜分離装置
を用いることを特徴とする前記(2)〜(7)のいずれかに記
載の金属含有排水からの有価金属の回収方法。 (9)膜分離装置として、セラミックスを素材とする膜を
用いることを特徴とする前記(2)〜(8)のいずれかに記載
の金属含有排水からの有価金属の回収方法。 (10)0.1μm以上の孔径を有する膜分離装置を用いる
ことを特徴とする前記(2)〜(9)のいずれかに記載の金属
含有排水からの有価金属の回収方法。 (11)pHをアルカリ剤により調整する際に、高分子凝集剤ま
たは液体キレート剤を投入することを特徴とする前記(1)〜
(10)のいずれかに記載の金属含有排水からの有価金属の
回収方法。
SUMMARY OF THE INVENTION The gist of the present invention is to develop a process for purifying water and treating valuable metals at the same time when treating metal-containing wastewater, thereby significantly reducing the amount of slush. And the following (1) to (11) as described in the claims. (1) When treating metal-containing wastewater, oxidize ferrous iron to trivalent iron and oxidatively decompose organic matter in the wastewater using a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium under conditions of pH 1 to 3. A method for treating metal-containing wastewater, comprising: (2) When treating metal-containing wastewater, use the method described in (1) above.
After oxidizing ferrous iron to ferric iron, the pH is adjusted to 3 with an alkaline agent.
A method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater, wherein the method comprises forming iron hydroxide and recovering the iron hydroxide. (3) In treating the metal-containing wastewater, the pH is 3 to 4 to oxidize ferrous iron to ferric iron using a fermentative autotrophic iron-oxidizing bacterium and oxidatively decompose organic substances in the wastewater, A method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater, comprising forming an iron hydroxide and recovering the iron hydroxide. (4) After treating the metal-containing wastewater by the method of (2) or (3), the pH is adjusted to 8 to 10 with an alkali agent to form and collect the metal hydroxide. A method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater. (5) The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any of (1) to (4), wherein a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium acclimated from activated sludge is used. (6) Any one of the above (1) to (5), characterized in that a chemical oxidizing agent and / or an apparatus for oxidizing organic substances in wastewater by using ultraviolet light and / or a photocatalyst is used at the latter stage of the reaction tank for iron oxidizing bacteria. 3. The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to 1. (7) The amount of air blown into the reaction tank of facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria is determined by measuring the oxidation-reduction potential (based on silver and silver chloride) at +550 mV (silver /
The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any one of the above (1) to (6), wherein the value is adjusted so as to be not less than silver chloride. (8) The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any of (2) to (7) above, wherein a membrane separation device is used as a method for recovering the metal hydroxide. (9) The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any of (2) to (8) above, wherein a membrane made of ceramics is used as the membrane separation device. (10) The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any one of the above (2) to (9), wherein a membrane separation device having a pore diameter of 0.1 μm or more is used. (11) When adjusting the pH with an alkaline agent, the (1) ~ characterized in that a polymer coagulant or a liquid chelating agent is introduced
The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any of (10).

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の作用を詳細に説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The operation of the present invention will be described below in detail.

【0025】本発明者らは、通性独立栄養の鉄酸化細菌
を用いて、まず、事前に2価鉄を3価鉄に生物酸化し回収
するとともに、COD成分となる有機物を酸化し除去す
れば、排水中の有価金属の回収が容易となることを発案
し、さらに、有価金属の回収方法として膜分離方法を適
用することにより、有価金属種毎の分離回収に成功した
ものである。この方法によれば、処理水の水質を排水規
制値以下にできるとともに、金属含有排水から有価金属
を分離回収・再利用できるのである。以下、金属含有排
水として鉄とニッケル、亜鉛を含むメッキ工場排水を例
に取り説明する。
[0025] The present inventors first use a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium to biologically oxidize ferrous iron into trivalent iron in advance and recover it, and oxidize and remove organic substances serving as COD components. For example, the inventors proposed that recovery of valuable metals in wastewater becomes easier, and applied a membrane separation method as a method of recovering valuable metals, thereby successfully separating and recovering each valuable metal type. According to this method, the quality of the treated water can be made equal to or lower than the wastewater regulation value, and valuable metals can be separated, collected and reused from the metal-containing wastewater. Hereinafter, a description will be given of a plating factory wastewater containing iron, nickel, and zinc as an example of the metal-containing wastewater.

【0026】メッキ工場排水等の金属含有排水は、通
常、pHが2〜3と低く、含まれる鉄は2価鉄である。
2価鉄はpHが低いと溶解度が高い。このため、鉄のみ
を事前に分離回収するためには、まず、低pH領域で2
価鉄を3価鉄まで酸化する必要がある。金属含有排水に
含まれている2価鉄を3価鉄まで酸化する方法として,
オゾン、塩素、過マンガン酸カリウム、過酸化水素など
の化学酸化剤を用いて酸化する方法が考えられるが、本
発明者らは、金属含有排水を処理するに際し、pHをアル
カリ剤および酸により1〜3に維持しながら、通性独立栄
養の鉄酸化細菌を用いれば、2価鉄を3価鉄に酸化する
と同時に排水中の有機物も容易に削減できることをを見
いだした。
Metal-containing wastewater such as plating factory wastewater usually has a low pH of 2 to 3, and iron contained therein is ferrous iron.
Divalent iron has high solubility at low pH. For this reason, in order to separate and recover only iron in advance, first, in a low pH region, 2
It is necessary to oxidize ferrous iron to trivalent iron. As a method of oxidizing ferrous iron contained in metal-containing wastewater to ferric iron,
Although a method of oxidizing using a chemical oxidizing agent such as ozone, chlorine, potassium permanganate, and hydrogen peroxide is conceivable, the present inventors set the pH to 1 with an alkali agent and an acid when treating metal-containing wastewater. It has been found that by using a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium while maintaining at ~ 3, ferrous iron can be oxidized to trivalent iron and the organic matter in wastewater can be easily reduced.

【0027】発明プロセスは以下の3つの段階からなっ
ている。 1)通性独立栄養の鉄酸化細菌による2価鉄の酸化と有
機物の酸化分解過程(最適pH:1〜3) 2)3価鉄と溶解性有機物の凝集・沈殿除去過程(最適
pH:3〜5) 3)鉄以外の金属イオンの凝集・沈殿除去過程(最適p
H:8〜10) まず、通性独立栄養の鉄酸化細菌による2価鉄の酸化と
有機物の酸化分解過程について説明する。
The inventive process consists of the following three stages. 1) Oxidation of ferrous iron and oxidative degradation of organic matter by facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria (optimal pH: 1 to 3) 2) Aggregation and precipitation of ferric iron and soluble organic matter (optimal pH: 3) 5) 3) Aggregation / precipitation removal process of metal ions other than iron (optimum p
H: 8 to 10) First, the process of oxidizing ferrous iron and oxidative decomposition of organic matter by the facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria will be described.

【0028】これまで広く知られている鉄酸化細菌とし
ては、中性で活性のある従属栄養の糸状細菌及び酸性域
で活性のある化学合成絶対独立栄養細菌であるチオバチ
ラス・フェロオキシダンス(Thiobachillus ferrooxida
ns)がある。 Thiobachillusferrooxidansを用いて廃水
中の2価鉄を3価鉄まで酸化する生物学的方法は、特公
昭47−38981号、特公昭55−18559号、特
公昭55−22345号、特公昭57−44393号公
報などで知られているが、いずれも、絶対独立栄養細菌
であるThiobachillus ferrooxidansを用いる方法であ
る。Thiobachillus ferrooxidansにより2価鉄を含む排
水を処理する場合、pHが低い段階で、2価鉄を3価鉄
まで、迅速に酸化することができる利点がある。
The iron oxidizing bacteria widely known so far include neutral and active heterotrophic filamentous bacteria and Thiobachillus ferrooxida which is a chemoautotrophic bacterium active in the acidic region.
ns). Biological methods for oxidizing ferrous iron in wastewater to trivalent iron using Thiobachillus ferrooxidans are described in JP-B-47-38981, JP-B-55-18559, JP-B-55-22345, and JP-B-57-44393. Although known in the gazettes and the like, all of these methods use Thiobachillus ferrooxidans, which is an absolute autotrophic bacterium. When treating wastewater containing ferrous iron with Thiobachillus ferrooxidans, there is an advantage that ferrous iron can be rapidly oxidized to ferrous iron at a low pH stage.

【0029】しかし、絶対独立栄養の鉄酸化細菌である
Thiobachillus ferrooxidansは、有機物を分解・資化で
きないため、排水中に有機物が存在するとこの阻害を受
けやすく、2価鉄の酸化速度が低下しやすい課題があ
る。そこで、発明者らは、下水の有機物質を分解する中
性(pH:6〜8)で活性のある活性汚泥から、酸性域
で活性のある通性独立栄養の鉄酸化細菌を低pHの金属
含有排水を用いて容易に馴養できることを見いだした。
このような通性独立栄養の鉄酸化細菌は、絶対独立栄養
細菌であるThiobachillus ferrooxidansに阻害を有する
界面活性剤等の有機物を分解・資化できるため、メッキ
排水処理への適用が容易となる利点がある。
However, it is an iron-oxidizing bacterium of absolute autotroph.
Since Thiobachillus ferrooxidans cannot decompose and assimilate organic matter, if organic matter is present in the wastewater, it is susceptible to this inhibition and the oxidation rate of ferrous iron tends to decrease. Thus, the present inventors have developed a neutral (pH: 6 to 8) active sludge that decomposes organic substances in sewage from a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium that is active in an acidic region to a low-pH metal. It has been found that it can be easily acclimated using the contained wastewater.
Such a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium can decompose and assimilate organic substances such as surfactants that inhibit the absolute autotrophic bacterium Thiobachillus ferrooxidans, so that it can be easily applied to plating wastewater treatment. There is.

【0030】さらに、この通性独立栄養の鉄酸化細菌
は、 pHが1〜3の範囲で、2価鉄および有機物の酸
化速度が最大であることがわかった。したがって、2価
鉄の酸化及び有機物の酸化分解の観点から、生物反応槽
のpHを1〜3に維持することが望ましい。
Furthermore, it was found that the facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria had the highest oxidation rates of ferrous iron and organic substances in the pH range of 1 to 3. Therefore, it is desirable to maintain the pH of the biological reaction tank at 1 to 3 from the viewpoint of oxidation of ferrous iron and oxidative decomposition of organic substances.

【0031】しかし、pHが3未満であると、酸化反応
の結果生じた3価鉄は溶解した状態で存在しやすい。こ
のため、別に3価鉄の水酸化物を回収するための鉄回収
槽を設ける必要がある。3価鉄の水酸化物を回収するた
めには、鉄酸化細菌の反応槽の後段に槽を設け、この槽
のpHをアルカリ剤により3〜5に維持してやればよ
い。pHが5を越えると鉄以外の金属イオンが水酸化物
として生成しやすくなる。また、 pHが3未満である
と、酸化反応の結果生じた3価鉄は溶解した状態で存在
しやすい。
However, when the pH is less than 3, trivalent iron generated as a result of the oxidation reaction is likely to be present in a dissolved state. For this reason, it is necessary to separately provide an iron recovery tank for recovering the hydroxide of trivalent iron. In order to recover the hydroxide of trivalent iron, a tank may be provided at the latter stage of the reaction tank for the iron-oxidizing bacteria, and the pH of the tank may be maintained at 3 to 5 with an alkaline agent. If the pH exceeds 5, metal ions other than iron tend to be formed as hydroxides. Further, when the pH is less than 3, the trivalent iron generated as a result of the oxidation reaction is likely to be present in a dissolved state.

【0032】なお、1つの槽で2価鉄を酸化するととも
に、3価鉄の水酸化物を回収するためには、pHの制御
範囲を3〜4とすれば可能である。2価鉄の酸化速度
は、最大の速度と比較しやや小さくなるが、反応槽と鉄
回収槽を1つにできる利点がある。これらの方法の選択
は、経済性の観点から選択すればよい。
In order to oxidize ferrous iron in one tank and collect the hydroxide of ferrous iron, it is possible to set the pH control range to 3-4. The oxidation rate of ferrous iron is slightly smaller than the maximum rate, but there is an advantage that the reaction tank and the iron recovery tank can be integrated into one. These methods may be selected from the viewpoint of economy.

【0033】このような方法で鉄及び有機物を除去した
後、アルカリ剤によりpHを8〜10とすると亜鉛、ニ
ッケル等の有価金属の水酸化物の沈殿が生じるのでこれ
を回収すればよい。この制御pHは、コスト、要求処理
水質等から金属溶解度曲線を用いて決定すればよく、両
性金属の場合、一般にpHが10を超えると再溶解が生ず
る場合がある。また、pHが8未満であれば一般に溶解
度が高い。このため、pHが8〜10程度であることが望
ましい。ただし、両性金属、例えば、亜鉛や鉛を完全に
除去したい場合、pHを12以上とし、回収物から除去す
る場合もある。
After removing iron and organic substances by such a method, when the pH is adjusted to 8 to 10 with an alkaline agent, precipitation of hydroxides of valuable metals such as zinc and nickel occurs, which may be collected. The control pH may be determined by using a metal solubility curve based on cost, required treatment water quality, and the like. In the case of an amphoteric metal, if the pH exceeds 10, generally, re-dissolution may occur. If the pH is less than 8, the solubility is generally high. For this reason, the pH is desirably about 8 to 10. However, when it is desired to completely remove the amphoteric metal, for example, zinc or lead, the pH may be adjusted to 12 or more and the amphoteric metal may be removed from the collected material.

【0034】さらに、通性独立栄養の鉄酸化細菌を用い
ても分解が困難な有機物が多く含まれ、有機物の除去促
進を計る必要性が高い場合、鉄酸化細菌による酸化槽の
後段に、さらに、化学酸化剤による酸化槽、紫外線によ
る酸化槽および光触媒による酸化槽のうちから選ばれる
1種または2種以上の酸化槽を設置することが望まし
い。この方法により難分解の有機物の酸化分解を促進す
ることができる。
Further, when many organic substances which are difficult to decompose even when using facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria are contained and it is highly necessary to promote the removal of the organic substances, if the iron-oxidizing bacteria need to be promoted, an oxidation tank using iron-oxidizing bacteria may be further provided. It is desirable to provide one or more oxidation tanks selected from an oxidation tank using a chemical oxidant, an oxidation tank using ultraviolet light, and an oxidation tank using a photocatalyst. This method can promote the oxidative decomposition of organic substances that are hardly decomposed.

【0035】また、処理水中に二価鉄や過酸化水素が残
留すると、CODとして計測されるため、酸化還元電位(OR
P)が+550mV(銀/塩化銀基準)以上に維持できるように、
鉄酸化細菌の反応槽に吹き込む空気量をブロアの台数や
回転数を制御してもかまわない。鉄酸化細菌酸化槽の後
段の化学酸化槽の酸化還元電位(ORP)が+550mV(銀/塩化
銀基準)以上に維持できるように、化学酸化剤の投入量
を制御してもかまわない。酸化還元電位が+550mV(銀/
塩化銀基準)以上あれば、2価鉄は3価鉄まで99%以上酸
化されている。
Further, if ferrous iron or hydrogen peroxide remains in the treated water, it is measured as COD, so that the oxidation-reduction potential (OR
P) can be maintained at + 550mV (silver / silver chloride standard) or higher.
The number of blowers and the number of rotations may be controlled by the amount of air blown into the reaction tank for iron oxidizing bacteria. The amount of the chemical oxidizing agent to be added may be controlled so that the oxidation-reduction potential (ORP) of the chemical oxidizing tank subsequent to the iron oxidizing bacteria oxidizing tank can be maintained at +550 mV or more (based on silver / silver chloride). Redox potential is +550 mV (silver /
If it is equal to or greater than silver chloride, ferrous iron has been oxidized to 99% or more up to trivalent iron.

【0036】続いて、膜による金属水酸化物の回収方法
を説明する。発明者らは、鉄やニッケル、亜鉛の金属水
酸化物のフロックの大きさを測定したところ、0.1μ
m 〜50μm程度であることを見いだした。この水酸化
物は、このままでは、沈殿池等による沈降分離操作で除
去するのは困難であり、膜分離で除去することが考えら
れる。しかし、膜分離プロセスを適用する場合、以下の
点が重要である。 1)膜が金属水酸化物に対して所定の分離性能を継続し
て得られること 2)膜の透過水量が大きく、経年劣化が小さいこと 3)膜の運転圧力が小さく、経年劣化が小さいこと 4)膜が目詰まりしにくく、再生が容易なこと 5)膜の使用pH範囲が広く、高水温の使用が可能であ
ること これらのことから、膜は、所定の分離性能が得られる範
囲で排水量を確保するため、極力、孔径の大きな膜を使
用する必要があることがわかる。しかし、従来検討され
てきたRO膜やUF膜は、透過水量が極めて小さく、排
水処理への適用は難しい。
Next, a method for recovering metal hydroxide using a membrane will be described. The inventors measured the size of the flocs of metal hydroxides of iron, nickel, and zinc, and found that
m to about 50 μm. It is difficult to remove this hydroxide by sedimentation and separation using a sedimentation basin or the like as it is, and it is conceivable to remove the hydroxide by membrane separation. However, when applying the membrane separation process, the following points are important. 1) The membrane continuously obtains a predetermined separation performance with respect to metal hydroxide. 2) The permeated water volume of the membrane is large and the aging is small. 3) The operating pressure of the membrane is small and the aging is small. 4) The membrane is not easily clogged and the regeneration is easy. 5) The operating pH range of the membrane is wide and the high water temperature can be used. It can be seen that it is necessary to use a membrane having a large pore diameter as much as possible in order to secure the drainage amount. However, RO membranes and UF membranes which have been studied conventionally have extremely small amounts of permeated water, and are difficult to apply to wastewater treatment.

【0037】しかし、pH調整後の金属水酸化物の大き
さから、金属水酸化物の分離には、径が0.1μm以
上、1μm以下の膜であれば99〜100%分離できることが
わかった。また、径が最大10μmであっても、多くの水
酸化物が細孔通過時に付着除去されるため、90〜100%
の分離が可能である。pH調整を行った金属含有排水
を、膜に透過させることにより、膜透過液と金属水酸化
物の濃縮液が得られる。例えば、ニッケル、亜鉛を主と
するメッキ排水の場合、濃縮液には、ニッケルと亜鉛の
水酸化物が高濃度で濃縮される。一方、膜透過液にはニ
ッケルイオン、亜鉛イオンがほとんど含まれていないた
め、このまま放流が可能である。
However, from the size of the metal hydroxide after the pH adjustment, it was found that 99 to 100% of the metal hydroxide could be separated if the membrane had a diameter of 0.1 μm or more and 1 μm or less. . Also, even if the diameter is up to 10 μm, 90-100%
Can be separated. By permeating the pH-adjusted metal-containing wastewater through a membrane, a membrane-permeated liquid and a concentrated solution of a metal hydroxide can be obtained. For example, in the case of plating wastewater mainly composed of nickel and zinc, the concentrated solution is concentrated at a high concentration with hydroxides of nickel and zinc. On the other hand, since the membrane permeated liquid hardly contains nickel ions and zinc ions, it can be discharged as it is.

【0038】次に、高分子凝集剤によるフロック形成促
進について述べる。高分子凝集剤としては、水中の金属
イオンと選択的に反応し、水に不溶性の金属フロックを
形成するものが望ましい。重金属選択捕集用の高分子凝
集剤としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリビニルア
ルコ−ル、ポリエチルエネミンなどがある。フロックの
大きさは、50μm以上となる。この結果、使用する膜
としては、50μmの孔径があればよい。 高分子凝集剤
の代わりに、ある程度重金属の選択除去能力のある液体
キレート剤を用いてもよい。液体キレート剤を用いても金属の選
択的吸着・凝集が困難な場合には、液体キレート剤から金属
脱着時のpHを変えることで金属イオンの選択的な回収
が可能となる場合がある。
Next, the promotion of floc formation by the polymer flocculant will be described. The polymer flocculant desirably reacts selectively with metal ions in water to form a water-insoluble metal floc. Examples of the polymer flocculant for selective collection of heavy metals include polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, and polyethylenemine. The size of the floc is 50 μm or more. As a result, it is sufficient that the membrane used has a pore size of 50 μm. Instead of the polymer flocculant, a liquid chelating agent having a certain ability to selectively remove heavy metals may be used. When it is difficult to selectively adsorb and aggregate metals even when a liquid chelating agent is used, selective recovery of metal ions may be possible by changing the pH at the time of metal desorption from the liquid chelating agent.

【0039】本プロセスに用いる膜の材質であるが、p
Hが3〜10程度に維持されるため、耐酸性・耐アルカ
リ性のあることが必須条件である。また、排水の水温が
20℃〜40℃であるため、耐熱性があること、さら
に、耐磨耗性があることも要求される。膜の材質とし
て、メタル系としてステンレス繊維、無機系として、セ
ラミックス、ガラス繊維、有機高分子系としてポリスル
ホン、ポリオレフィン、ポリプロピレン、ポリビニルア
ルコ−ル、ポリアクリロニトリルなどがある。このう
ち、セラミックスは、耐酸性、耐磨耗性、耐熱性の点で
優れており、メッキ排水等に用いる膜の材質として最適
である。セラミックスの材料としては、シリカ−アルミ
ナ系の粘土が主体であることが望ましいが、これに発電
所の副産物であるフライアッシュや製鐵所の副産物であ
る高炉スラグ、転炉スラグを混合してもかまわない。次
に本発明の実施例を説明する。
The material of the film used in this process is p
Since H is maintained at about 3 to 10, acid resistance and alkali resistance are indispensable conditions. Further, since the water temperature of the waste water is 20 ° C to 40 ° C, it is required that the wastewater has heat resistance and further that it has abrasion resistance. Examples of the material of the film include stainless steel fiber as a metal material, ceramics and glass fiber as an inorganic material, and polysulfone, polyolefin, polypropylene, polyvinyl alcohol, and polyacrylonitrile as an organic polymer material. Among them, ceramics are excellent in acid resistance, abrasion resistance, and heat resistance, and are most suitable as a material of a film used for plating drainage and the like. As a ceramic material, it is desirable that silica-alumina-based clay is mainly used.Fresh ash which is a by-product of a power plant and blast furnace slag and a converter slag which are a by-product of a steel plant are mixed with this. I don't care. Next, examples of the present invention will be described.

【0040】[0040]

【実施例】本発明の方法を製鉄所から発生するメッキ排
水の処理に、本方法を適用した例について説明する。プ
ロセスフロ−を図1に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An example in which the method of the present invention is applied to the treatment of plating wastewater generated from an ironworks will be described. FIG. 1 shows the process flow.

【0041】プロセスは、通性独立栄養の鉄酸化細菌を
用いた事前鉄酸化槽(2)、膜分離槽A(3),膜分離
槽B(4)からなっている。膜分離槽A(3)及び膜分
離槽B(4)は、pH計(7)で制御されている。散気
管に供給されるフ゛ロア(8)によりセラミックス膜(5)
は外部から常時洗浄されている。
The process comprises a prior iron oxidation tank (2) using facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria, a membrane separation tank A (3), and a membrane separation tank B (4). The membrane separation tank A (3) and the membrane separation tank B (4) are controlled by a pH meter (7). Ceramic film (5) by the floor (8) supplied to the air diffuser
Is constantly cleaned from the outside.

【0042】表1に槽の機能をまとめて示す。Table 1 summarizes the tank functions.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】まず、通性独立栄養の鉄酸化細菌を選択的
に増殖させた。絶対独立栄養である鉄酸化細菌(Thioba
chillus ferrooxidans)は、有機物がほとんど無い低p
Hの鉱山排水や河川あるいは製鉄所の酸排水ピットに生
息しているが、特殊な環境にあるため入手が困難であ
る。発明者らは、都市下水や食品工業排水などの有機系
排水に用いる活性汚泥中に通性独立栄養の鉄酸化細菌が
生息していることを知見し、これを短期間で増殖させ、
金属含有排水の処理方法および金属含有排水からの有価
金属の回収に適用したものである。以下に通性独立栄養
の鉄酸化細菌の増殖方法を説明する。
First, facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria were selectively grown. Iron-oxidizing bacteria (Thioba)
chillus ferrooxidans) is low p with almost no organic matter
H inhabits mine drainage and acid drainage pits in rivers and steelworks, but it is difficult to obtain due to the special environment. The inventors have found that activated oxidized bacteria of facultative autotroph inhabit in activated sludge used for organic wastewater such as municipal sewage and food industry wastewater, and propagated it in a short period of time.
The present invention is applied to a method for treating metal-containing wastewater and recovery of valuable metals from metal-containing wastewater. Hereinafter, a method for growing facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria will be described.

【0045】事前鉄酸化槽(2)に下水処理場から採取
した活性汚泥を投入して、pHをNaOHによりpH=
2.5に調整した。その後2時間静置し、上澄液を捨てた
後、有機物を含むメッキ排水を事前鉄酸下槽(2)が満
杯になるまで投入した。さらに、事前鉄酸下槽(2)の
溶存酸素が2mg/l以上となるように、ブロアにより
空気を供給した。その後、事前鉄酸下槽(2)の酸化還
元電位(ORP)を監視し、ORPが+550mVにな
れば、空気の供給をとめ、2時間静置し、上澄液をすて
た。底部には通性独立栄養の鉄酸化細菌のスラッジが堆
積した。この後、再び、メッキ排水を事前鉄酸化槽
(2)が満杯になるまで投入し、同じ操作を繰り返し、
通性独立栄養の鉄酸化細菌を増殖させた。
The activated sludge collected from the sewage treatment plant is put into the iron oxidation tank (2) in advance, and the pH is adjusted to pH = NaOH.
Adjusted to 2.5. Thereafter, the mixture was allowed to stand for 2 hours, and the supernatant was discarded. Then, plating wastewater containing an organic substance was poured in until the tank (2) in advance was filled with ferric acid. Further, air was supplied by a blower so that the dissolved oxygen in the pre-ferric acid lower tank (2) became 2 mg / l or more. Thereafter, the oxidation-reduction potential (ORP) of the ferric acid lower tank (2) was monitored in advance, and when the ORP reached +550 mV, the supply of air was stopped and the mixture was allowed to stand for 2 hours, and the supernatant was discarded. Sludge of facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria was deposited on the bottom. Thereafter, the plating wastewater is again charged until the preliminary iron oxidation tank (2) is full, and the same operation is repeated.
Faculty autotrophic iron-oxidizing bacteria were grown.

【0046】通性独立栄養の鉄酸化細菌の重量濃度が20
00mg/lになったら、事前鉄酸化槽(2)のpHをN
aOHおよび硫酸によりpH=2〜2.5に維持しなが
ら、メッキ排水を事前鉄酸化槽(2)の滞留時間(HR
T)が60分になるように連続的に供給した。連続処理
では、事前鉄酸化槽(2)の酸化還元電位(ORP)が+
550mVに維持されるように、ブロアの回転数を制御
し曝気した。
When the weight concentration of facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria is 20
When the water content reaches 00 mg / l, the pH of the iron oxidation tank (2) is adjusted to N
While maintaining the pH at 2 to 2.5 with aOH and sulfuric acid, the plating wastewater is pre-residence time (HR) in the iron oxidation tank (2).
T) was continuously supplied so as to be 60 minutes. In continuous treatment, the oxidation-reduction potential (ORP) of the iron oxidation tank (2) is +
The rotation speed of the blower was controlled and aerated so as to be maintained at 550 mV.

【0047】さらに、膜分離槽A(3)では、1mol/lの
NaOH溶液によって、pHを4に調整し、攪拌しなが
ら、鉄の水酸化物を生成させた。膜としては、孔径が1
μmのシリカ−アルミナ系セラミックス膜(5)を用い
た。透過水量は20m/日で運転した。濃縮された鉄系
スラッジ(9)の一部は、事前鉄酸化槽(2)に返送す
る。
Further, in the membrane separation tank A (3), the pH was adjusted to 4 with a 1 mol / l NaOH solution, and an iron hydroxide was formed with stirring. The membrane has a pore size of 1
A μm silica-alumina ceramic film (5) was used. The amount of permeated water was operated at 20 m / day. Part of the concentrated iron sludge (9) is returned to the pre-oxidation tank (2).

【0048】続いて、膜分離槽B(4)では、1mol/lの
NaOH溶液によって、pHを10に調整し、攪拌しな
がら、ニッケル及び亜鉛の水酸化物を生成させた。膜と
しては、孔径が1μmのシリカ−アルミナ系セラミック
ス膜(5)を用いた。透過水量は20m/日で運転し
た。
Subsequently, in the membrane separation tank B (4), the pH was adjusted to 10 with a 1 mol / l NaOH solution, and nickel and zinc hydroxides were formed with stirring. As the film, a silica-alumina-based ceramic film (5) having a pore diameter of 1 μm was used. The amount of permeated water was operated at 20 m / day.

【0049】表2に排水及び透過水の平均水質を示す。Table 2 shows the average water quality of drainage and permeated water.

【0050】排水は鉄(平均150mg/l)、亜鉛(平
均90mg/l)、ニッケル(平均51mg/l)が主体で
ある。膜分離槽A(3)によって、排水中の鉄は平均99
%除去された。亜鉛、ニッケルは膜分離槽B(4) によ
って、ほぼ完全に除去された。TOC(総炭素濃度)で表示
される有機物も95%以上除去できた。
The wastewater is mainly composed of iron (average 150 mg / l), zinc (average 90 mg / l) and nickel (average 51 mg / l). Iron in the wastewater is on average 99% by the membrane separation tank A (3).
% Removed. Zinc and nickel were almost completely removed by the membrane separation tank B (4). Organic substances represented by TOC (total carbon concentration) could be removed by 95% or more.

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】さらに、膜分離槽A(3)及び膜分離槽B
(4)において、濃縮したスラッシ゛を乾燥した後の成分分
析の平均値を表3に示す。
Further, the membrane separation tank A (3) and the membrane separation tank B
Table 3 shows the average value of the component analysis after drying the concentrated slush in (4).

【0053】膜分離槽A(3)において、鉄(平均40
%)を主体としたスラッシ゛(9)が得られた。亜鉛、ニッケ
ルはほとんど含まれていない。膜分離槽B(4)におい
て、亜鉛(平均41%)、ニッケル(平均15%)を主体
とたスラッシ゛(10)が得られた。鉄はほとんど含まれていな
い。
In the membrane separation tank A (3), iron (average 40)
%) As a main component. Almost no zinc or nickel. In the membrane separation tank B (4), a slush II (10) mainly composed of zinc (average 41%) and nickel (average 15%) was obtained. Contains almost no iron.

【0054】[0054]

【表3】 [Table 3]

【0055】この結果から、鉄とニッケル・亜鉛は、通
性独立栄養の鉄酸化細菌を用いた事前酸化と粒径1ミク
ロンのセラミックス膜分離でほぼ完全に分離できるもの
と考えられる。また、COD源となる有機物も通性独立
栄養の鉄酸化細菌により除去可能である。
From these results, it is considered that iron and nickel / zinc can be almost completely separated by pre-oxidation using a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium and ceramic membrane separation with a particle diameter of 1 micron. In addition, organic substances serving as a COD source can also be removed by facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria.

【0056】本法により、メッキ排水中の金属成分は、
分離回収されるため再利用が可能となり、再利用の結
果、スラッジとして処分される量は、ほぼ皆無となっ
た。また、メッキ排水中のCOD源となる有機物も通性
独立栄養の鉄酸化細菌により、80−90%除去され、
水質上の問題も生じなかった。
According to the present method, the metal component in the plating wastewater is
Separation and recovery made it possible to reuse, and as a result, almost no amount was disposed of as sludge. In addition, 80-90% of organic matter as COD source in plating waste water is removed by the facultative autotrophic iron oxidizing bacteria.
There were no water quality problems.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明により、金属含有排水を効率的か
つ安定して処理するとともに、金属含有排水から有価金
属を分離回収して再利用することができ、また、スラッ
ジの発生量を削減できる。
According to the present invention, wastewater containing metals can be treated efficiently and stably, valuable metals can be separated and recovered from wastewater containing metals, and the amount of sludge generated can be reduced. .

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の処理フローFIG. 1 is a processing flow of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

(1)排水タンク (2)通性独立栄養鉄酸化細菌利用による事前鉄酸化槽 (3)膜分離槽A (4)膜分離槽B (5)セラミック膜 (6)ORP計 (7)pH計 (8)ブロア (9)鉄系スラッジ (10)ニッケル・亜鉛系スラッジ (11)処理水槽 (12)アルカリ剤(NaOH) (13)酸(硫酸) (1) Drainage tank (2) Pre-iron oxidation tank using facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria (3) Membrane separation tank A (4) Membrane separation tank B (5) Ceramic membrane (6) ORP meter (7) pH meter (8) Blower (9) Iron-based sludge (10) Nickel / zinc-based sludge (11) Treated water tank (12) Alkaline agent (NaOH) (13) Acid (sulfuric acid)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C02F 1/32 C02F 1/32 4D062 1/44 1/44 E 4G002 1/56 1/56 K 4G047 1/62 1/62 Z 4G048 1/72 1/72 Z 4K001 101 101 9/00 501 9/00 501A 502 502E 502Z 502N 502P 502R 503 503G 504 504A 504D 504E C22B 3/44 C22B 7/00 G 3/18 3/00 Q 3/24 F 7/00 L Fターム(参考) 4D006 GA07 KA01 KA72 KB04 KB13 KB22 KD01 KD03 KD08 MA22 MB02 MB12 MC03 MC03X PA02 PB08 PB27 PC22 4D037 AA14 AB02 BA18 CA03 CA07 CA08 CA11 CA12 CA14 4D038 AA08 AB65 AB66 AB67 AB68 AB69 AB72 AB87 BB07 BB13 BB16 BB18 BB19 4D040 DD05 DD20 4D050 AA13 AB11 BB09 BC04 BC09 CA07 CA09 CA13 CA16 CA17 CA20 4D062 BA19 BA24 BB05 CA17 DB12 DB18 EA32 FA11 FA17 FA22 FA24 FA26 FA28 4G002 AA05 AB02 AC01 4G047 AA02 AB02 4G048 AA02 AB08 AE01 4K001 AA08 AA09 AA10 AA19 AA24 AA30 BA21 DB12 DB23 DB35 DB36 EA03 EA04 EA06 JA00 KA13 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C02F 1/32 C02F 1/32 4D062 1/44 1/44 E 4G002 1/56 1/56 K 4G047 1 / 62 1/62 Z 4G048 1/72 1/72 Z 4K001 101 101 9/00 501 9/00 501A 502 502E 502Z 502N 502P 502R 503 503G 504 504A 504D 504E C22B 3/44 C22B 7/00 G 3/18 3 / 00 Q3 / 24 F7 / 00 LF term (reference) 4D006 GA07 KA01 KA72 KB04 KB13 KB22 KD01 KD03 KD08 MA22 MB02 MB12 MC03 MC03X PA02 PB08 PB27 PC22 4D037 AA14 AB02 BA18 CA03 CA07 CA08 CA11 CA12 CA14 4D038 AB67 AB AB69 AB72 AB87 BB07 BB13 BB16 BB18 BB19 4D040 DD05 DD20 4D050 AA13 AB11 BB09 BC04 BC09 CA07 CA09 C A13 CA16 CA17 CA20 4D062 BA19 BA24 BB05 CA17 DB12 DB18 EA32 FA11 FA17 FA22 FA24 FA26 FA28 4G002 AA05 AB02 AC01 4G047 AA02 AB02 4G048 AA02 AB08 AE01 4K001 AA08 AA09 AA10 AA19 AA24 AA30 DB21 EA02

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属含有排水を処理するに際し、pHが
1〜3の条件で通性独立栄養の鉄酸化細菌を用いて2価
鉄を3価鉄に酸化するとともに排水中の有機物を酸化分
解することを特徴とする金属含有排水の処理方法。
In treating metal-containing wastewater, ferrous iron is oxidized to trivalent iron using a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium at a pH of 1 to 3, and organic substances in the wastewater are oxidatively decomposed. A method for treating metal-containing wastewater.
【請求項2】 金属含有排水を処理するに際し、請求項
1の方法で2価鉄を3価鉄に酸化した後、pHをアルカ
リ剤により3〜5として鉄の水酸化物を形成させ鉄の水
酸化物を回収することを特徴とする金属含有排水からの
有価金属の回収方法。
2. When treating metal-containing wastewater, ferrous iron is oxidized to ferric iron by the method of claim 1, and then the pH is adjusted to 3 to 5 with an alkali agent to form iron hydroxide to form iron hydroxide. A method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater, comprising recovering a hydroxide.
【請求項3】 金属含有排水を処理するに際し、pHが
3〜4の条件で通性独立栄養の鉄酸化細菌を用いて2価
鉄を3価鉄に酸化するとともに排水中の有機物を酸化分
解し、同時に、鉄の水酸化物を形成させ鉄の水酸化物を
回収することを特徴とする金属含有排水からの有価金属
の回収方法。
3. When treating metal-containing wastewater, ferrous iron is oxidized to trivalent iron using a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium at a pH of 3 to 4 and organic matter in the wastewater is oxidatively decomposed. And a method of recovering valuable metals from metal-containing wastewater, wherein at the same time, an iron hydroxide is formed to recover the iron hydroxide.
【請求項4】 金属含有排水を請求項2または請求項3
の方法で処理した後、pHをアルカリ剤により8〜10に調
整して金属の水酸化物を形成・回収することを特徴とす
る金属含有排水からの有価金属の回収方法。
4. The metal-containing waste water according to claim 2 or 3.
A method of recovering valuable metals from metal-containing wastewater, wherein the pH is adjusted to 8 to 10 with an alkali agent to form and recover metal hydroxides.
【請求項5】 活性汚泥から馴養した通性独立栄養の鉄
酸化細菌を用いることを特徴とする請求項1〜4のいず
れかに記載の金属含有排水からの有価金属の回収方法。
5. The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to claim 1, wherein a facultative autotrophic iron-oxidizing bacterium acclimated from activated sludge is used.
【請求項6】 鉄酸化細菌の反応槽の後段に、化学酸化
剤及び/又は紫外線及び/または光触媒による排水中の
有機物の酸化装置を用いることを特徴とする請求項1〜
5のいずれかに記載の金属含有排水からの有価金属の回
収方法。
6. An apparatus for oxidizing organic substances in wastewater using a chemical oxidizing agent and / or ultraviolet light and / or a photocatalyst in a stage subsequent to a reaction tank for iron oxidizing bacteria.
5. The method for recovering valuable metals from wastewater containing metals according to any one of 5.
【請求項7】 通性独立栄養の鉄酸化細菌の反応槽に吹
き込む亜空気量を、酸化還元電位(銀・塩化銀基準)が+
550mV(銀/塩化銀基準)以上になるように調整するこ
とを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の金属含
有排水からの有価金属の回収方法。
7. The redox potential (based on silver / silver chloride) of the sub-air volume blown into the reaction tank of facultative autotrophic iron-oxidizing bacteria is +
The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any one of claims 1 to 6, wherein the value is adjusted to be 550 mV (based on silver / silver chloride).
【請求項8】 金属の水酸化物を回収する方法として、
膜分離装置を用いることを特徴とする請求項2〜7のい
ずれかに記載の金属含有排水からの有価金属の回収方
法。
8. A method for recovering a metal hydroxide,
The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to any one of claims 2 to 7, wherein a membrane separation device is used.
【請求項9】 膜分離装置として、セラミックスを素材
とする膜を用いることを特徴とする請求項2〜8のいず
れかに記載の金属含有排水からの有価金属の回収方法。
9. The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to claim 2, wherein a membrane made of ceramics is used as the membrane separation device.
【請求項10】 0.1μm以上の孔径を有する膜分離
装置を用いることを特徴とする請求項2〜9のいずれか
に記載の金属含有排水からの有価金属の回収方法。
10. The method for recovering valuable metals from metal-containing wastewater according to claim 2, wherein a membrane separation device having a pore size of 0.1 μm or more is used.
【請求項11】 pHをアルカリ剤により調整する際に、高
分子凝集剤または液体キレート剤を投入することを特徴とす
る請求項1〜10のいずれかに記載の金属含有排水から
の有価金属の回収方法。
11. The method according to claim 1, wherein a polymer coagulant or a liquid chelating agent is added when adjusting the pH with an alkali agent. Collection method.
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