JP2010041954A - Method for treating drainage with microorganism - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for removing water-soluble selenium from drainage without supplying an expensive energy source substance such as a yeast extract. <P>SOLUTION: Provided is the method for treating the drainage, comprising a process for supplying a lower alcohol to a selenic acid-reducing microorganism of a genus Pseudomonas bacterium (FERM P-20840) under an anaerobic environment and making contact with a water-soluble selenium-containing drainage to produce selenious acid from selenic acid contained in the water-soluble selenium-containing drainage, and a process for supplying a lower alcohol and sulfuric acid under an anaerobic environment to a sulfuric acid-reducing microorganism (FERM P-21577) which belongs to genus Desulfovibrio and has an ability for reducing the sulfuric acid and the selenious acid with a lower alcohol as an energy source under an anaerobic environment, bringing the produced hydrogen sulfide into contact with a water-soluble selenium-containing drainage to convert selenious acid contained in the water-soluble selenium-containing drainage and the selenious acid produced with the selenic acid-reducing microorganism into water-insoluble selenium. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、微生物を利用した排水処理方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、硫酸還元能を有する新規微生物を利用して、水溶性セレン等の水溶性重金属を含む排水を処理する方法に関する。   The present invention relates to a wastewater treatment method using microorganisms. More specifically, the present invention relates to a method for treating wastewater containing a water-soluble heavy metal such as water-soluble selenium using a novel microorganism having a sulfate reducing ability.

尚、本明細書では、セレン酸(SeO 2−)と亜セレン酸(SeO 2−)を総称して水溶性セレンと呼ぶこととする。 In this specification, selenic acid (SeO 4 2− ) and selenious acid (SeO 3 2− ) are collectively referred to as water-soluble selenium.

セレンは光照射により電気伝導度が増大する性質を持つ産業上有用な物質である。現在、セレンの工業的生産量は全世界で1500トン程度であり、光電池やコピー機の感光体、ガラス工業における色消し剤、家畜用飼料のサプリメントといった様々な用途に利用されている。   Selenium is an industrially useful substance that has the property of increasing electrical conductivity when irradiated with light. At present, industrial production of selenium is around 1500 tons worldwide, and it is used for various purposes such as photoconductors for photovoltaic cells and photocopiers, achromatic agents in the glass industry, and feed supplements for livestock.

ここで、セレンは人体に対して必須元素である一方、過剰に摂取すると高い毒性を示す。このため、セレンの排水基準は水質汚濁防止法により厳しく規制されており、その値は0.1mg−Se/Lとされている。   Here, while selenium is an essential element for the human body, it exhibits high toxicity when taken in excess. For this reason, the drainage standard of selenium is strictly regulated by the Water Pollution Control Law, and its value is 0.1 mg-Se / L.

産業排水中に含まれる水溶性セレンの化学形態は、セレン酸(SeO 2−)及び亜セレン酸(SeO 2−)である。水溶性セレンを除去する方法としては、例えば鉄を用いた化学的共沈法が用いられている(非特許文献1)。 The chemical forms of water-soluble selenium contained in industrial wastewater are selenate (SeO 4 2− ) and selenious acid (SeO 3 2− ). As a method for removing water-soluble selenium, for example, a chemical coprecipitation method using iron is used (Non-Patent Document 1).

しかしながら、非特許文献1に記載の方法は亜セレン酸の除去には適しているものの、セレン酸の除去効率が低い。産業排水中には、亜セレン酸のみならずセレン酸も含まれている場合がある。特に、石炭火力発電所から発生する脱硫排水には、石炭由来のセレン酸及び亜セレン酸が含まれている。そこで、特許文献1では生物学的処理と化学的処理を併用して排水中に含まれる水溶性セレンを処理する方法が提案されている。具体的には、セレン酸をセレン酸還元菌(FERM BP−5662)により亜セレン酸または不溶性の元素状セレンに還元した後、塩化鉄や硫酸鉄等の鉄塩を排水中に添加して亜セレン酸を凝集沈殿させて固液分離することで水溶性セレンを排水から分離するようにしている。   However, although the method described in Non-Patent Document 1 is suitable for removing selenious acid, the removal efficiency of selenic acid is low. Industrial wastewater may contain not only selenious acid but also selenic acid. In particular, desulfurization effluents generated from coal-fired power plants contain selenic acid and selenous acid derived from coal. Therefore, Patent Document 1 proposes a method for treating water-soluble selenium contained in waste water by using both biological treatment and chemical treatment. Specifically, selenate is reduced to selenite or insoluble elemental selenium by a selenate-reducing bacterium (FERM BP-5562), and then iron salts such as iron chloride and iron sulfate are added to the waste water to reduce the amount of selenate. Water-soluble selenium is separated from waste water by coagulating and precipitating selenic acid and solid-liquid separation.

しかしながら、化学的手法を併用する場合、多くの薬品を使用することになるため、大量の汚泥が発生するという問題点がある。そこで、微生物を用いた生物学的手法のみによって、水溶性セレンを不溶性の元素状セレンまで還元し、排水中の水溶性セレンを除去する方法が提案されている(非特許文献2〜7)。   However, when a chemical method is used in combination, a large amount of sludge is generated because many chemicals are used. Thus, a method has been proposed in which water-soluble selenium is reduced to insoluble elemental selenium only by biological techniques using microorganisms, and water-soluble selenium in the waste water is removed (Non-Patent Documents 2 to 7).

特開平10−309190号JP-A-10-309190 惠藤良弘,中原敏次:現場で役立つ無機排水処理技術,工業調査会(2005)Yoshihiro Saito, Toshiji Nakahara: Inorganic wastewater treatment technology useful in the field, Industrial Research Committee (2005) Fujita M, et al.: J. Ferment. Bioeng. 83: 517-522 (1997)Fujita M, et al .: J. Ferment. Bioeng. 83: 517-522 (1997) Kashiwa M, et al.: J. Biosci. Bioeng. 89: 528-533 (2000)Kashiwa M, et al .: J. Biosci. Bioeng. 89: 528-533 (2000) Lortie L, et al.: Appl. Environ. Microbiol. 58: 4042-4044 (1992)Lortie L, et al .: Appl. Environ. Microbiol. 58: 4042-4044 (1992) Losi M E, et al.: Appl. Environ. Microbiol. 63: 3079-3084 (1997)Losi M E, et al .: Appl. Environ. Microbiol. 63: 3079-3084 (1997) Oremland R S, et al.: Appl. Environ. Microbiol. 60: 3011-3019 (1994)Oremland R S, et al .: Appl. Environ. Microbiol. 60: 3011-3019 (1994) Steinberg N A, et al.: Appl. Environ. Microbiol. 58: 426-428 (1992)Steinberg N A, et al .: Appl. Environ. Microbiol. 58: 426-428 (1992)

しかしながら、特許文献1のように生物学的手法を併用してセレン酸を還元処理する場合や、非特許文献2〜7のように生物学的手法のみでセレン酸を還元処理する場合、高価な薬品である酵母抽出物を微生物に供給する必要があり、排水処理にかかるコストが多大なものとなる。そこで、実際の生物学的排水処理プロセスを考える上では、酵母抽出物に代わる安価で入手が容易なエネルギー源物質を微生物に供給して排水処理を行うことが望まれる。   However, when reducing selenic acid using a biological technique together as in Patent Document 1, or when reducing selenic acid only by a biological technique as in Non-Patent Documents 2 to 7, it is expensive. It is necessary to supply the yeast extract, which is a medicine, to the microorganisms, and the cost for wastewater treatment becomes great. Therefore, when considering an actual biological wastewater treatment process, it is desired to perform wastewater treatment by supplying an inexpensive and easily available energy source material to microorganisms instead of yeast extract.

また、石炭火力発電所などから発生する脱硫排水には、石炭由来の水溶性セレンだけでなく、高濃度の硝酸態窒素や硫酸が含まれている場合がある。このように、高濃度の硝酸態窒素や硫酸を含む排水は、微生物の活動に相応しい環境とは言えず、微生物の機能が阻害されて排水処理を適切に行えなくなる虞がある。そこで、高濃度の硝酸態窒素や硫酸が存在する過酷な環境下においても水溶性セレンを効率よく除去することのできる生物学的排水処理法の確立が望まれる。   In addition, desulfurization wastewater generated from coal-fired power plants and the like may contain not only coal-derived water-soluble selenium but also high-concentration nitrate nitrogen and sulfuric acid. Thus, wastewater containing high concentrations of nitrate nitrogen and sulfuric acid cannot be said to be an environment suitable for the activity of microorganisms, and the function of microorganisms may be hindered and wastewater treatment may not be performed properly. Therefore, establishment of a biological wastewater treatment method capable of efficiently removing water-soluble selenium even in a harsh environment where high concentrations of nitrate nitrogen and sulfuric acid exist is desired.

さらに、産業排水中には水溶性セレンのみならず、環境汚染の原因となる様々な重金属が溶解している場合がある。そこで、水溶性セレンのみならず、水溶性重金属全般を排水から除去することのできる手法の確立が望まれている。   Furthermore, not only water-soluble selenium but also various heavy metals that cause environmental pollution may be dissolved in industrial wastewater. Therefore, establishment of a method capable of removing not only water-soluble selenium but also water-soluble heavy metals in general from wastewater is desired.

そこで、本発明は、酵母抽出物のような高価なエネルギー源物質を供給することなく、水溶性セレン等の水溶性重金属を除去することのできる生物学的排水処理法を提供することを目的とする。   Then, this invention aims at providing the biological waste water treatment method which can remove water-soluble heavy metals, such as water-soluble selenium, without supplying expensive energy source materials like a yeast extract. To do.

また、本発明は、酵母抽出物のような高価なエネルギー源物質を供給することなく、硝酸態窒素や硫酸を高濃度に含む排水から、水溶性セレン等の水溶性重金属化合物を効率よく除去することのできる生物学的排水処理方法を提供することを目的とする。   In addition, the present invention efficiently removes water-soluble heavy metal compounds such as water-soluble selenium from wastewater containing nitrate nitrogen and sulfuric acid at a high concentration without supplying expensive energy source materials such as yeast extract. An object of the present invention is to provide a biological wastewater treatment method.

かかる課題を解決するため、本願発明者等は、酵母抽出物のような高価なエネルギー源物質を供給することなく、水溶性セレン等の水溶性重金属を不溶化することのできる微生物の探索を行った。その結果、エタノール等の低級アルコールをエネルギー源とし、嫌気環境下において硫酸を還元して硫化水素を生成する機能を有するデスルフォビブリオ(Desulfovibrio)属の新規微生物の単離に成功した。また、この新規微生物はわずかではあるが亜セレン酸を直接還元して不溶性の元素状セレンとする機能を有することも見出した。そして、この新規微生物によって生成される硫化水素を亜セレン酸と反応させることで、水溶性の亜セレン酸を不溶性セレンとできることを知見した。そして、この知見に基づいて種々検討を行い、本発明を完成するに至った。   In order to solve such a problem, the inventors of the present application searched for a microorganism capable of insolubilizing a water-soluble heavy metal such as water-soluble selenium without supplying an expensive energy source material such as a yeast extract. . As a result, we succeeded in isolating a new microorganism belonging to the genus Desulfovibrio, which has a function of generating hydrogen sulfide by reducing sulfuric acid in an anaerobic environment using a lower alcohol such as ethanol as an energy source. The present inventors have also found that the novel microorganism has a function to directly reduce selenite to insoluble elemental selenium. The inventors have also found that water-soluble selenite can be converted to insoluble selenium by reacting hydrogen sulfide produced by this novel microorganism with selenious acid. And based on this knowledge, various investigations have been made and the present invention has been completed.

即ち、請求項1記載の硫酸還元微生物は、デスルフォビブリオ(Desulfovibrio)属に属し、低級アルコールをエネルギー源として硫酸及び亜セレン酸を嫌気環境下で還元する能力を有する、受託番号FERM P−21577で受託されている硫酸還元微生物である。   That is, the sulfate-reducing microorganism according to claim 1 belongs to the genus Desulfovibrio, and has the ability to reduce sulfuric acid and selenious acid in an anaerobic environment using lower alcohol as an energy source, and has accession number FERM P-21577. This is a sulfate-reducing microorganism that has been commissioned in Japan.

したがって、この硫酸還元微生物によると、低級アルコールをエネルギー源として硫酸及び亜セレン酸を嫌気環境下で還元する能力を有することから、硫化水素と不溶性セレンを生成することができる。尚、このような機能を有するデスルフォビブリオ(Desulfovibrio)属の微生物は本件出願時には知られておらず、この硫酸還元微生物は新規な微生物である。   Therefore, this sulfate-reducing microorganism has the ability to reduce sulfuric acid and selenious acid in an anaerobic environment using lower alcohol as an energy source, so that hydrogen sulfide and insoluble selenium can be produced. A microorganism belonging to the genus Desulfovibrio having such a function is not known at the time of filing this application, and this sulfate-reducing microorganism is a novel microorganism.

次に、請求項2記載の水溶性重金属の不溶化処理方法は、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性重金属と接触させて、水溶性重金属を不溶性重金属とする工程を含むようにしている。   Next, in the water-insoluble heavy metal insolubilization method according to claim 2, hydrogen sulfide produced by supplying lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment to the sulfate-reducing microorganism of the present invention is brought into contact with the water-soluble heavy metal. And a step of converting the water-soluble heavy metal into an insoluble heavy metal.

このように、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性重金属と接触させることで、水溶性重金属を硫化水素と反応させることができる。したがって、水溶性重金属を不溶性重金属とすることができる。   As described above, by bringing the hydrogen sulfide produced by supplying the lower alcohol and sulfuric acid to the sulfate-reducing microorganism of the present invention in an anaerobic environment with the water-soluble heavy metal, the water-soluble heavy metal can be reacted with the hydrogen sulfide. it can. Therefore, the water-soluble heavy metal can be an insoluble heavy metal.

また、請求項3記載の排水処理方法は、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性重金属含有排水と接触させて、水溶性重金属を不溶性重金属とする工程を含むようにしている。   Moreover, the waste water treatment method according to claim 3 is characterized in that hydrogen sulfide produced by supplying lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment to the sulfate-reducing microorganism of the present invention is brought into contact with water-soluble heavy metal-containing waste water. A step of converting the heavy metal into an insoluble heavy metal is included.

このように、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性重金属含有排水と接触させることで、排水に含まれている水溶性重金属を硫化水素と反応させることができる。したがって、排水に含まれている水溶性重金属を不溶性重金属とし、排水から分離可能な状態とすることができる。   Thus, the water-soluble heavy metals contained in the wastewater are brought into contact with the water-soluble heavy metal-containing wastewater by contacting the hydrogen sulfide produced by supplying the lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment to the sulfate-reducing microorganism of the present invention. Can be reacted with hydrogen sulfide. Therefore, the water-soluble heavy metal contained in the waste water can be made into an insoluble heavy metal and can be separated from the waste water.

次に、請求項4記載の排水処理方法は、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を亜セレン酸含有排水と接触させて、亜セレン酸を不溶性セレンとする工程を含むようにしている。   Next, in the wastewater treatment method according to claim 4, hydrogen sulfide produced by supplying the lower alcohol and sulfuric acid to the sulfate-reducing microorganism of the present invention in an anaerobic environment is brought into contact with the selenite-containing wastewater. A step of converting selenic acid into insoluble selenium is included.

このように、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を亜セレン酸含有排水と接触させることで、排水に含まれている亜セレン酸を硫化水素と反応させることができる。したがって、排水に含まれている亜セレン酸を不溶性セレンとし、排水から分離可能な状態とすることができる。   Thus, the hydrogen sulfide produced by supplying the lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment to the sulfate-reducing microorganism of the present invention is brought into contact with the selenite-containing wastewater, whereby selenite contained in the wastewater. Can be reacted with hydrogen sulfide. Therefore, the selenious acid contained in the waste water can be made insoluble selenium and can be separated from the waste water.

次に、請求項5記載の排水処理方法は、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコールを供給すると共に水溶性セレン含有排水を接触させて、水溶性セレン含有排水に含まれるセレン酸から亜セレン酸を生成させる工程と、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性セレン含有排水と接触させて、水溶性セレン含有排水に含まれる亜セレン酸及びセレン酸還元微生物により生成された亜セレン酸を不溶性セレンとする工程とを含むようにしている。   Next, the waste water treatment method according to claim 5 is characterized in that a lower alcohol is supplied to a selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas accepted under the accession number FERM P-20840 in an anaerobic environment and water-soluble selenium-containing waste water. Hydrogen sulfide produced by supplying a lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment to the sulfate-reducing microorganism of the present invention, and a step of producing selenious acid from selenic acid contained in water-soluble selenium-containing wastewater. Is brought into contact with the water-soluble selenium-containing wastewater, and the step of converting the selenite contained in the water-soluble selenium-containing wastewater and the selenite produced by the selenate-reducing microorganism into insoluble selenium is included.

受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物は、低級アルコールをエネルギー源として、嫌気環境下でセレン酸を亜セレン酸に還元する能力を有する微生物である。したがって、このセレン酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコールを供給すると共に水溶性セレン含有排水を接触させることで、水溶性セレン含有排水に含まれているセレン酸から亜セレン酸を生成させることができる。そして、本発明の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性セレン含有排水と接触させることで、水溶性セレン含有排水に元々含まれている亜セレン酸のみならず、セレン酸還元微生物により生成された亜セレン酸をも硫化水素と反応させて不溶性セレンとすることができる。よって、排水中にセレン酸及び亜セレン酸として存在している水溶性セレンを不溶性セレンとし、排水から分離可能な状態とすることができる。   The selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas entrusted with the accession number FERM P-20840 is a microorganism having the ability to reduce selenate to selenite in an anaerobic environment using a lower alcohol as an energy source. Therefore, by supplying lower alcohol to this selenate-reducing microorganism in an anaerobic environment and contacting water-soluble selenium-containing wastewater, selenite can be generated from selenate contained in the water-soluble selenium-containing wastewater. it can. And it is originally contained in the water-soluble selenium-containing wastewater by contacting the hydrogen sulfide produced by supplying the lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment to the sulfate-reducing microorganism of the present invention with the water-soluble selenium-containing wastewater. Not only selenite but also selenite produced by selenate-reducing microorganisms can be reacted with hydrogen sulfide to form insoluble selenium. Therefore, the water-soluble selenium present as selenic acid and selenous acid in the waste water can be converted into insoluble selenium and can be separated from the waste water.

ここで、請求項6記載の排水処理方法のように、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物及び本発明の硫酸還元微生物を同一処理槽内に併存させて排水処理を行うようにしてもよい。   Here, as in the wastewater treatment method according to claim 6, the selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas and the sulfate-reducing microorganism of the present invention, which are entrusted with the deposit number FERM P-20840, are coexisting in the same treatment tank. The waste water treatment may be performed.

この場合には、排水に含まれる水溶性セレンを同一処理槽内で不溶性セレンとすることができる。   In this case, the water-soluble selenium contained in the waste water can be converted to insoluble selenium in the same treatment tank.

また、請求項7記載の排水処理方法のように、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物及び本発明の硫酸還元微生物に加えて、さらにパラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)を同一処理槽内に併存させて排水処理を行うようにしてもよい。   Moreover, in addition to the selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas and the sulfate-reducing microorganism of the present invention, which are entrusted with the deposit number FERM P-20840 as in the wastewater treatment method according to claim 7, the paracoccus denitori Wastewater treatment may be performed by coexisting ficus (Paracoccus denitrificans) in the same treatment tank.

このように、パラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)を同一処理槽内に併存させることで、例えば石炭火力発電所等から排出される脱硫排水のように高濃度の硝酸態窒素(硝酸や亜硝酸等)を含む水溶性セレン含有排水を処理する場合においても、水溶性セレンを効率よく不溶性セレンとすることができる。   In this way, by coexisting Paracoccus denitrificans in the same treatment tank, high-concentration nitrate nitrogen (nitric acid and nitrite, for example, desulfurization effluent discharged from coal-fired power plants, etc.) Etc.), water-soluble selenium can be efficiently converted into insoluble selenium.

ここで、請求項8記載の排水処理方法のように、少なくとも本発明の硫酸還元微生物が担体に担持されるようにすることが好ましい。   Here, it is preferable that at least the sulfate-reducing microorganism of the present invention is supported on a carrier as in the wastewater treatment method according to claim 8.

この場合には、不溶性セレン等の不溶性重金属を担体に付着させて回収することができるので、不溶性セレン等の不溶性重金属を排水から分離するための処理を必要としなくなる。   In this case, insoluble heavy metals such as insoluble selenium can be recovered by adhering to the carrier, so that a treatment for separating the insoluble heavy metals such as insoluble selenium from the waste water is not required.

次に、請求項9記載の排水処理方法は、排水に含まれる硫酸を本発明の硫酸還元微生物に供給する硫酸として利用するようにしている。   Next, the waste water treatment method according to claim 9 uses the sulfuric acid contained in the waste water as sulfuric acid to be supplied to the sulfate-reducing microorganism of the present invention.

例えば石炭火力発電所等から排出される脱硫排水には、硫酸が含まれる場合があることから、排水そのものに含まれている硫酸を利用できる場合がある。このような場合には、本発明の硫酸還元微生物に硫酸を供給する手間を省くことができると共に、脱硫排水に含まれる硫酸濃度を低減することもできる。   For example, since desulfurization effluent discharged from a coal-fired power plant or the like may contain sulfuric acid, sulfuric acid contained in the effluent itself may be used. In such a case, the labor of supplying sulfuric acid to the sulfate-reducing microorganism of the present invention can be saved, and the concentration of sulfuric acid contained in the desulfurization effluent can be reduced.

次に、請求項10記載のバイオリアクターは、本発明の硫酸還元微生物が担持されている担体を有するものである。   Next, the bioreactor according to claim 10 has a carrier on which the sulfate-reducing microorganism of the present invention is supported.

このように、本発明の硫酸還元微生物が担持されている担体を有するバイオリアクターとすることで、このバイオリアクターに嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給して硫化水素を生成させることができる。したがって、このバイオリアクター中で生成された硫化水素を水溶性重金属含有排水と接触させることで、排水に含まれている水溶性重金属を硫化水素と反応させることができる。したがって、排水に含まれている水溶性重金属を不溶性重金属とすることができる。しかも、不溶性重金属は担体に付着させて回収することができる。   Thus, by setting it as the bioreactor which has the support | carrier with which the sulfate reduction microorganisms of this invention are carry | supported, a lower alcohol and a sulfuric acid can be supplied to this bioreactor in an anaerobic environment, and hydrogen sulfide can be produced | generated. Therefore, by bringing hydrogen sulfide produced in this bioreactor into contact with water-soluble heavy metal-containing wastewater, the water-soluble heavy metal contained in the wastewater can be reacted with hydrogen sulfide. Therefore, the water-soluble heavy metal contained in the waste water can be made into an insoluble heavy metal. Moreover, the insoluble heavy metal can be recovered by adhering to the carrier.

また、このバイオリアクター中で生成された硫化水素を亜セレン酸含有排水と接触させることで、排水に含まれている亜セレン酸を硫化水素と反応させることができる。したがって、排水に含まれている亜セレン酸を不溶性セレンとすることができる。しかも、不溶性セレンは担体に付着させて回収することができる。   Moreover, the selenite contained in waste water can be made to react with hydrogen sulfide by making the hydrogen sulfide produced | generated in this bioreactor contact with selenite containing waste water. Therefore, selenious acid contained in the waste water can be converted to insoluble selenium. Moreover, insoluble selenium can be recovered by adhering to a carrier.

ここで、請求項11記載のバイオリアクターのように、本発明の硫酸還元微生物に加えて、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物がさらに担体に担持されているものとすることが好ましい。   Here, as in the bioreactor according to claim 11, in addition to the sulfate-reducing microorganism of the present invention, a selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas that is accepted under the accession number FERM P-20840 is further supported on the carrier. It is preferred that

このように、本発明の硫酸還元微生物に加えて、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物がさらに担持されている担体を有するバイオリアクターとすることで、このバイオリアクターに嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することで硫化水素を生成させることができる機能に加えて、セレン酸から亜セレン酸を生成させることができる機能を付与することができる。したがって、このバイオリアクターに水溶性セレン含有排水を接触させることで、排水中にセレン酸及び亜セレン酸として存在している水溶性セレンを不溶性セレンとすることができる。しかも、不溶性セレンは担体に付着させて回収することができる。   Thus, in addition to the sulfate-reducing microorganism of the present invention, a bioreactor having a carrier on which a selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas that has been accepted under the accession number FERM P-20840 is further supported. In addition to the function of generating hydrogen sulfide by supplying lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment, the bioreactor can be provided with a function of generating selenious acid from selenate. . Therefore, by bringing water-soluble selenium-containing wastewater into contact with this bioreactor, water-soluble selenium present as selenic acid and selenious acid in the wastewater can be converted into insoluble selenium. Moreover, insoluble selenium can be recovered by adhering to a carrier.

また、請求項12記載のバイオリアクターのように、本発明の硫酸還元微生物及び受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物に加えて、パラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)がさらに担体に担持されているものとすることが好ましい。   Moreover, in addition to the sulfate-reducing microorganism of the present invention and the selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas which is entrusted with the deposit number FERM P-20840, as in the bioreactor according to claim 12, Paracoccus denitrificans Preferably, (Paracoccus denitrificans) is further supported on a carrier.

このように、本発明の硫酸還元微生物及び受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物に加えて、パラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)がさらに担持されている担体を有するバイオリアクターとすることで、例えば石炭火力発電所等から排出される脱硫排水のように高濃度の硝酸態窒素を含む水溶性セレン含有排水を処理する場合においても、水溶性セレンを効率よく不溶性セレンとすることができる。しかも、不溶性セレンは担体に付着させて回収することができる。   Thus, in addition to the sulfate-reducing microorganism of the present invention and the selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas that has been entrusted with the accession number FERM P-20840, Paracoccus denitrificans is further carried. Even when treating water-soluble selenium-containing wastewater containing high-concentration nitrate nitrogen, such as desulfurization wastewater discharged from coal-fired power plants, etc. Insoluble selenium can be efficiently formed. Moreover, insoluble selenium can be recovered by adhering to a carrier.

以上、請求項1記載の硫酸還元微生物によれば、高価な酵母抽出物をエネルギー源とすることなく、安価な低級アルコールをエネルギー源として、嫌気環境下で硫酸及び亜セレン酸を還元する機能を発揮させることが可能となる。したがって、硫化水素を低コストに生成することが可能になると共に、亜セレン酸を低コストに不溶性セレンとすることができる。   As described above, the sulfate-reducing microorganism according to claim 1 has a function of reducing sulfuric acid and selenious acid in an anaerobic environment using an inexpensive yeast extract as an energy source without using an expensive yeast extract as an energy source. It will be possible to demonstrate. Therefore, hydrogen sulfide can be produced at a low cost, and selenous acid can be converted into insoluble selenium at a low cost.

請求項2記載の水溶性重金属の不溶化処理方法によれば、本発明の硫酸還元微生物を利用するようにしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、水溶性重金属を不溶性重金属とすることが可能となる。したがって、水溶性重金属を低コストに不溶化処理することができる。   According to the method for insolubilizing a water-soluble heavy metal according to claim 2, since the sulfate-reducing microorganism of the present invention is used, the water-soluble heavy metal can be converted into an insoluble heavy metal using an inexpensive lower alcohol as an energy source. It becomes possible. Therefore, the water-soluble heavy metal can be insolubilized at a low cost.

請求項3記載の排水処理方法によれば、本発明の硫酸還元微生物を利用するようにしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、排水に含まれる水溶性重金属を不溶性重金属とすることが可能となる。したがって、排水に含まれる水溶性重金属を不溶性重金属とする生物学的排水処理を低コストに実施することが可能となる。   According to the waste water treatment method of claim 3, since the sulfate-reducing microorganism of the present invention is used, the water-soluble heavy metal contained in the waste water can be made into an insoluble heavy metal using an inexpensive lower alcohol as an energy source. It becomes possible. Therefore, biological wastewater treatment using water-soluble heavy metals contained in wastewater as insoluble heavy metals can be performed at low cost.

請求項4記載の排水処理方法によれば、本発明の硫酸還元微生物を利用するようにしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、排水に含まれる亜セレン酸を不溶性セレンとすることが可能となる。したがって、排水に含まれる亜セレン酸を不溶性セレンとする生物学的排水処理を低コストに実施することが可能となる。   According to the waste water treatment method of claim 4, since the sulfate-reducing microorganism of the present invention is used, selenite contained in the waste water can be made into insoluble selenium using an inexpensive lower alcohol as an energy source. It becomes possible. Therefore, biological wastewater treatment using selenious acid contained in wastewater as insoluble selenium can be performed at low cost.

請求項5記載の排水処理方法によれば、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物及び本発明の新規硫酸還元微生物を併用するようにしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、排水に含まれる水溶性セレンを不溶性セレンとすることが可能となる。したがって、排水に含まれる水溶性セレンを不溶性セレンとする生物学的排水処理を低コストに実施することが可能となる。   According to the waste water treatment method of claim 5, since the selenate-reducing microorganism of the genus Pseudomonas and the novel sulfate-reducing microorganism of the present invention, which are entrusted with the deposit number FERM P-20840, are used in combination. By using an inexpensive lower alcohol as an energy source, water-soluble selenium contained in the wastewater can be converted into insoluble selenium. Therefore, biological wastewater treatment using water-soluble selenium contained in wastewater as insoluble selenium can be performed at low cost.

請求項6記載の排水処理方法によれば、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物及び本発明の硫酸還元微生物を同一処理槽内に併存させて排水処理を行うようにしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、排水に含まれる水溶性セレンを同一処理槽内で不溶性セレンとすることが可能となる。   According to the waste water treatment method of claim 6, waste water is produced by coexisting the selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas and the sulfate-reducing microorganism of the present invention, which are entrusted with the deposit number FERM P-20840, in the same treatment tank. Since the treatment is performed, water-soluble selenium contained in the wastewater can be converted into insoluble selenium in the same treatment tank using an inexpensive lower alcohol as an energy source.

請求項7記載の排水処理方法によれば、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物及び本発明の新規硫酸還元微生物に加えて、パラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)を同一処理槽内に併存させて排水処理を行うようにしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、高濃度の硝酸態窒素が含まれている排水を処理する場合であっても、排水に含まれる水溶性セレンを効率よく不溶性セレンとすることが可能となる。したがって、例えば石炭火力発電所等から排出される脱硫排水を処理する場合においても、この排水に含まれる水溶性セレンを不溶性セレンとする生物学的排水処理を低コスト且つ効率よく実施することが可能となる。   According to the waste water treatment method of claim 7, in addition to the selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas and the novel sulfate-reducing microorganism of the present invention, which are entrusted under the deposit number FERM P-20840, the Paracoccus denitrificans (Paracoccus denitrificans) coexist in the same treatment tank for wastewater treatment, which is the case where wastewater containing high concentrations of nitrate nitrogen is treated using inexpensive lower alcohol as an energy source. However, the water-soluble selenium contained in the waste water can be efficiently converted into insoluble selenium. Therefore, for example, even when desulfurization effluent discharged from a coal-fired power plant or the like is treated, biological wastewater treatment using water-soluble selenium contained in the effluent as insoluble selenium can be performed at low cost and efficiently. It becomes.

請求項8記載の排水処理方法によれば、少なくとも硫酸還元微生物が担体に担持されるようにしているので、不溶性セレン等の不溶性重金属を担体に付着させて回収することが可能となる。したがって、不溶性セレン等の不溶性重金属を排水から分離するための処理、例えば固液分離処理等を行う手間を省くことができる。   According to the waste water treatment method of the eighth aspect, since at least the sulfate-reducing microorganism is supported on the carrier, it is possible to collect the insoluble heavy metal such as insoluble selenium by attaching it to the carrier. Therefore, it is possible to save the trouble of performing a process for separating insoluble heavy metals such as insoluble selenium from the waste water, for example, a solid-liquid separation process.

請求項9記載の排水処理方法によれば、排水に含まれる硫酸を本発明の硫酸還元微生物に供給する硫酸として利用するようにしているので、例えば石炭火力発電所において発生する脱硫排水に含まれる硫酸を本発明の硫酸還元微生物の硫化水素生成源として利用しつつ、脱硫排水の硫酸濃度を低減することが可能となる。したがって、硫酸の供給にかかるコストを削減することが可能になると共に、脱硫排水に含まれる硫酸を処理するコストも削減することができ、排水処理コストを総合的に低減することが可能となる。   According to the waste water treatment method of claim 9, since the sulfuric acid contained in the waste water is used as the sulfuric acid supplied to the sulfate-reducing microorganism of the present invention, it is contained in the desulfurization waste water generated in, for example, a coal-fired power plant. It is possible to reduce the sulfuric acid concentration in the desulfurization waste water while using sulfuric acid as a hydrogen sulfide generation source of the sulfate-reducing microorganism of the present invention. Accordingly, the cost for supplying sulfuric acid can be reduced, the cost for treating the sulfuric acid contained in the desulfurized waste water can be reduced, and the waste water treatment cost can be reduced comprehensively.

尚、本発明の水溶性重金属の不溶化処理方法及び排水処理方法によれば、硫化水素を排水処理槽等に直接添加する場合のように、硫化水素供給量の厳密な制御や、運転管理等を行う必要がない。また、排水処理槽等の外部に設置された硫化水素供給源等から硫化水素が漏洩しないように管理する必要もない。即ち、本発明によれば、微生物が生成する硫化水素を利用するようにしているので、硫化水素を発生させたい場所に微生物を生息させて、この微生物に低級アルコール及び硫酸を供給することで、嫌気環境下で硫化水素を生成させることができる。つまり、硫化水素を発生させたい場所で硫化水素を直接生成することができ、排水処理槽等の外部から硫化水素を供給する必要は一切ない。しかも硫化水素生成量は、硫酸の供給量、低級アルコールの供給量及び微生物数等によって制御することができるので、硫化水素を排水処理槽等に直接添加する場合と比べて、硫化水素供給量の制御や運転管理にかかる手間を大幅に低減でき、非常に簡易に不溶化処理及び排水処理を行うことが可能となる。要するに、本発明の水溶性重金属の不溶化処理方法及び排水処理方法によれば、微生物のエネルギー源物質にかかるコストを安価な低級アルコールとすることで大幅に低減することが可能になると共に、処理にかかる手間を化学的に硫化水素を供給する場合と比較して大幅に低減し、非常に簡易に実施することが可能となる。   According to the water-soluble heavy metal insolubilization method and wastewater treatment method of the present invention, as in the case of adding hydrogen sulfide directly to a wastewater treatment tank or the like, strict control of the supply amount of hydrogen sulfide, operation management, etc. There is no need to do it. Moreover, it is not necessary to manage hydrogen sulfide from leaking from a hydrogen sulfide supply source or the like installed outside a wastewater treatment tank or the like. That is, according to the present invention, since hydrogen sulfide generated by microorganisms is used, microorganisms inhabit places where hydrogen sulfide is to be generated, and by supplying lower alcohol and sulfuric acid to the microorganisms, Hydrogen sulfide can be generated in an anaerobic environment. That is, hydrogen sulfide can be directly generated at a place where it is desired to generate hydrogen sulfide, and there is no need to supply hydrogen sulfide from outside such as a waste water treatment tank. Moreover, since the amount of hydrogen sulfide produced can be controlled by the amount of sulfuric acid supplied, the amount of lower alcohol supplied, the number of microorganisms, etc., the amount of hydrogen sulfide supplied is higher than when hydrogen sulfide is added directly to a wastewater treatment tank. The time and effort required for control and operation management can be greatly reduced, and insolubilization treatment and drainage treatment can be performed very easily. In short, according to the water-insoluble heavy metal insolubilization method and the wastewater treatment method of the present invention, it is possible to significantly reduce the cost of the microorganism energy source material by using an inexpensive lower alcohol, and to the treatment. Such labor is greatly reduced as compared with the case of chemically supplying hydrogen sulfide, and it becomes possible to carry out very easily.

次に、請求項10記載のバイオリアクターによれば、本発明の硫酸還元微生物が担持されている担体を有するものとしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、嫌気環境下で硫酸と接触させることで、硫化水素を発生する機能を発揮させることができる。したがって、このバイオリアクターに、低級アルコールと、硫酸と、亜セレン酸等の水溶性重金属を含む排水とを嫌気環境下で接触させることで、排水に含まれる亜セレン酸等の水溶性重金属を不溶性セレン等の不溶性重金属とすることができる。しかも、不溶性セレン等の不溶性重金属は担体に付着させて回収することができる。   Next, according to the bioreactor described in claim 10, since it has a carrier on which the sulfate-reducing microorganism of the present invention is supported, it is brought into contact with sulfuric acid in an anaerobic environment using an inexpensive lower alcohol as an energy source. Thus, the function of generating hydrogen sulfide can be exhibited. Therefore, by contacting the bioreactor with lower alcohol, sulfuric acid, and wastewater containing water-soluble heavy metals such as selenite in an anaerobic environment, water-soluble heavy metals such as selenite contained in wastewater are insoluble. It can be an insoluble heavy metal such as selenium. Moreover, insoluble heavy metals such as insoluble selenium can be recovered by adhering to a carrier.

請求項11記載のバイオリアクターによれば、本発明の硫酸還元微生物に加えて、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物がさらに担持された担体を有するものとしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、嫌気性条件下において硫酸と接触させることで、セレン酸を亜セレン酸に還元する機能と、硫酸を還元して硫化水素を発生する機能とを発揮することができる。したがって、このバイオリアクターに、低級アルコールと、硫酸と、水溶性セレンを含む排水とを嫌気環境下で接触させることで、排水に含まれる水溶性セレンを不溶性セレンとすることができる。しかも、不溶性セレンは担体に付着させて回収することができる。   According to the bioreactor of claim 11, in addition to the sulfate-reducing microorganism of the present invention, the bioreactor further comprises a carrier on which a selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas that is deposited under the deposit number FERM P-20840 is further loaded. Because it uses cheap lower alcohol as an energy source, it comes into contact with sulfuric acid under anaerobic conditions, thereby reducing selenic acid to selenious acid, and reducing hydrogen sulfate to generate hydrogen sulfide. Can be demonstrated. Therefore, the water-soluble selenium contained in the wastewater can be converted into insoluble selenium by contacting the bioreactor with lower alcohol, sulfuric acid, and wastewater containing water-soluble selenium in an anaerobic environment. Moreover, insoluble selenium can be recovered by adhering to a carrier.

請求項12記載のバイオリアクターによれば、本発明の硫酸還元微生物及び受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物に加えて、パラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)がさらに担持された担体を有するものとしているので、安価な低級アルコールをエネルギー源として、嫌気性条件下において硫酸と接触させることで、高濃度の硝酸態窒素が含まれている排水と接触させた場合においても、セレン酸を亜セレン酸に還元する機能と、硫酸を還元して硫化水素を発生する機能とを発揮することができる。したがって、例えば火力発電所等から排出される脱硫排水を処理する場合においても、この排水に含まれる水溶性セレンを効率よく不溶性セレンとすることができる。しかも、不溶性セレンは担体に付着させて回収することができる。   According to the bioreactor of claim 12, in addition to the sulfate-reducing microorganism of the present invention and the selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas which is entrusted with the deposit number FERM P-20840, Paracoccus denitrificans (Paracoccus) denitrificans) has a carrier that is further supported, so that it can be contacted with wastewater containing high concentrations of nitrate nitrogen by contacting it with sulfuric acid under anaerobic conditions using inexpensive lower alcohol as an energy source. Even in such a case, the function of reducing selenic acid to selenious acid and the function of reducing sulfuric acid to generate hydrogen sulfide can be exhibited. Therefore, for example, even when desulfurization effluent discharged from a thermal power plant or the like is treated, water-soluble selenium contained in the effluent can be efficiently converted into insoluble selenium. Moreover, insoluble selenium can be recovered by adhering to a carrier.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

本発明の微生物は、デスルフォビブリオ(Desulfovibrio)属に属する新規な硫酸還元微生物である。これまでに、デスルフォビブリオ(Desulfovibrio)属に属する微生物において、酵母抽出物といった高価な物質をエネルギー源とすることなく、低級アルコールをエネルギー源として硫酸及び亜セレン酸を還元する能力を有する微生物はこれまでに報告例がない。尚、この新規微生物は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成20年5月21日付けで受託番号FERM P−21577として受託されている。尚、以降の説明ではこの新規硫酸還元微生物をHT−1株と呼ぶこととする。   The microorganism of the present invention is a novel sulfate-reducing microorganism belonging to the genus Desulfovibrio. So far, microorganisms belonging to the genus Desulfovibrio have the ability to reduce sulfuric acid and selenite using lower alcohols as energy sources without using expensive substances such as yeast extract as energy sources. There is no report example so far. This new microorganism has been entrusted to the Patent Organism Depositary of the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as an accession number FERM P-21577 on May 21, 2008. In the following description, this novel sulfate-reducing microorganism is referred to as HT-1 strain.

HT−1株にエネルギー源として供給する低級アルコールとしては、炭素数1〜3のアルコール、例えばメタノール、エタノール、プロパノールを用いることができ、特にエタノールを用いることが好適である。   As the lower alcohol supplied to the HT-1 strain as an energy source, an alcohol having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, and propanol can be used, and ethanol is particularly preferable.

エネルギー源としての低級アルコールの供給には、公知あるいは新規の手法を適宜用いればよい。例えば、国際公開2006/135028または電力中央研究所報告V06023 (2007)に開示されている技術を用いて行えばよい。具体的には、ポリエチレン膜、ポリプロピレン膜またはポリビニルアルコール膜を一部に有する密封構造の容器(袋)の内部にエタノール等の低級アルコールを密封することで、ポンプや供給量を制御する手段を備えることなく、微生物が必要とする低級アルコールを常時緩やかに供給することができる。勿論、ポンプや供給量を制御する手段を利用して排水に低級アルコールを直接供給することにより実施してもよい。   For supplying the lower alcohol as the energy source, a known or novel method may be appropriately used. For example, the technology disclosed in International Publication 2006/135028 or Central Research Institute Report V06023 (2007) may be used. Specifically, a pump or means for controlling the supply amount is provided by sealing lower alcohol such as ethanol inside a sealed container (bag) having a polyethylene film, polypropylene film or polyvinyl alcohol film in part. Therefore, the lower alcohol required by the microorganism can always be slowly supplied. Of course, the lower alcohol may be directly supplied to the wastewater by using a pump or a means for controlling the supply amount.

HT−1株は、低級アルコールをエネルギー源として、嫌気環境下で硫酸呼吸を行い、硫酸を還元する。その際に生成される硫化水素を利用することによって、水溶性セレンに代表される水溶性重金属を不溶化することができる。例えば、排水に溶解している亜セレン酸をHT−1株によって生成された硫化水素と接触させることで、亜セレン酸を還元して元素状セレンとし、あるいは亜セレン酸を硫化セレンとして排水中から析出させることができる。つまり、排水に溶解していた亜セレン酸を不溶性セレンとして固液分離可能な状態とすることができる。尚、本発明において処理対象とする排水とは、産業排水は勿論のこと、産業排水の流出や土壌に埋め立て処分された廃棄物等からの溶出等によって重金属汚染された地下水等も含むものである。   The HT-1 strain uses sulfuric acid as an energy source to perform sulfuric acid respiration in an anaerobic environment to reduce sulfuric acid. By using the hydrogen sulfide generated at that time, water-soluble heavy metals represented by water-soluble selenium can be insolubilized. For example, by contacting selenite dissolved in wastewater with hydrogen sulfide produced by the HT-1 strain, selenite is reduced to elemental selenium, or selenite is treated as selenium sulfide in the wastewater. It can be deposited from. That is, selenite dissolved in the waste water can be made into a state in which solid-liquid separation is possible as insoluble selenium. The wastewater to be treated in the present invention includes not only industrial wastewater but also groundwater contaminated with heavy metals due to outflow of industrial wastewater or elution from waste landfilled in soil.

ここで、硫化水素生成源としての硫酸の供給には、公知あるいは新規の手法を適宜用いればよい。例えば、国際公開2006/135028に開示されている技術を用いて行えばよい。具体的には、ポリビニルアルコール膜を一部に有する密封構造の容器(袋)の内部に硫酸を密封することで、ポンプや供給量を制御する手段を備えることなく、微生物が必要とする硫酸を常時緩やかに供給することができる。勿論、ポンプや供給量を制御する手段を利用して排水に硫酸を供給することにより、担体に担持された微生物に硫酸を供給するようにしてもよい。また、石炭火力発電所等から排出される脱硫排水のように、硫酸を含む排水を処理する場合には、硫酸の供給は必要としない。このように、排水に含まれている硫酸を利用する場合には、硫酸の供給にかかるコストを大幅に削減することができ、ひいては、排水中の硫酸濃度を低下させることも可能となる。   Here, a known or new technique may be appropriately used for supplying sulfuric acid as a hydrogen sulfide generation source. For example, the technique disclosed in International Publication 2006/135028 may be used. Specifically, by sealing sulfuric acid inside a sealed container (bag) having a polyvinyl alcohol film in part, sulfuric acid required by microorganisms can be obtained without providing a pump or means for controlling the supply amount. It can be supplied slowly at all times. Of course, sulfuric acid may be supplied to the microorganisms supported on the carrier by supplying sulfuric acid to the wastewater using a pump or means for controlling the supply amount. Further, when wastewater containing sulfuric acid is treated like desulfurization wastewater discharged from a coal-fired power plant or the like, supply of sulfuric acid is not necessary. As described above, when the sulfuric acid contained in the wastewater is used, the cost for supplying sulfuric acid can be greatly reduced, and the sulfuric acid concentration in the wastewater can also be lowered.

硫化水素によって不溶化することのできる不溶性重金属としては、例えば、亜セレン酸(SeO 2−)、陽イオンの形態で存在している銅(Cu)、銀(Ag)、鉛(Pb)、カドミウム(Cd)、水銀(Hg)、スズ(Sn)、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、鉄(Fe)、亜鉛(Zn)、マンガン(Mn)及びアルミニウム(Al)等が挙げられる。 Examples of insoluble heavy metals that can be insolubilized by hydrogen sulfide include selenious acid (SeO 3 2− ), copper (Cu), silver (Ag), lead (Pb), and cadmium that are present in the form of cations. (Cd), mercury (Hg), tin (Sn), nickel (Ni), cobalt (Co), iron (Fe), zinc (Zn), manganese (Mn), aluminum (Al) and the like.

ここで、排水中には、亜セレン酸だけでなく、セレン酸が溶解している場合がある。特に、石炭火力発電所等から排出される脱硫排水には、石炭由来のセレン酸及び亜セレン酸が含まれていることが多い。しかしながら、亜セレン酸を硫化水素によって不溶化することはできるものの、セレン酸を硫化水素によって不溶化することはできない。   Here, not only selenious acid but also selenic acid may be dissolved in the waste water. In particular, desulfurization effluent discharged from coal-fired power plants and the like often contains selenic acid and selenous acid derived from coal. However, although selenious acid can be insolubilized with hydrogen sulfide, selenic acid cannot be insolubilized with hydrogen sulfide.

そこで、本発明の排水処理方法においては、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物(以下、4C−C株と呼ぶ)をHT−1株と併用するようにしている。4C−C株は、独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成18年3月13日付けで受託されおり、エタノール等の低級アルコールをエネルギー源として、嫌気環境下でセレン酸を亜セレン酸に還元する機能を有する公知の微生物である(電力中央研究所報告V06017(2007)、Eng.Life Sci.7:p235−240(2007))。尚、この微生物は僅かではあるが亜セレン酸を不溶性セレンに還元する機能も有している。   Therefore, in the wastewater treatment method of the present invention, a selenate-reducing microorganism (hereinafter referred to as 4C-C strain) belonging to the genus Pseudomonas that is entrusted with the deposit number FERM P-20840 is used in combination with the HT-1 strain. I am doing so. The 4C-C strain was entrusted to the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center on March 13, 2006. Selenic acid was sublimated in an anaerobic environment using lower alcohols such as ethanol as an energy source. It is a known microorganism having a function of reducing to selenate (Electric Power Central Laboratory Report V06017 (2007), Eng. Life Sci. 7: p235-240 (2007)). Note that this microorganism has a function of reducing selenious acid to insoluble selenium, although only a few.

したがって、4C−C株によって水溶性セレン含有排水に含まれるセレン酸を亜セレン酸に還元することができる。そして、HT−1株が生成する硫化水素と水溶性セレン含有排水とを接触させることによって、水溶性セレン含有排水に元々含まれていた亜セレン酸のみならず、4C−C株によってセレン酸が還元されて生成された亜セレン酸をも不溶性セレンとすることができる。つまり、4C−C株とHT−1株とを併用することによって、排水に溶解している水溶性セレンの全ての化学形態(セレン酸及び亜セレン酸)を不溶性セレンとする生物学的排水処理を実現することができる。   Therefore, selenic acid contained in the water-soluble selenium-containing wastewater can be reduced to selenious acid by the 4C-C strain. Then, by contacting the hydrogen sulfide produced by the HT-1 strain with the water-soluble selenium-containing wastewater, not only selenite originally contained in the water-soluble selenium-containing wastewater but also selenate by the 4C-C strain The selenious acid produced by reduction can also be converted to insoluble selenium. That is, biological wastewater treatment in which all the chemical forms (selenate and selenite) of water-soluble selenium dissolved in wastewater are insoluble selenium by using both the 4C-C strain and the HT-1 strain. Can be realized.

ここで、4C−C株を利用した排水処理とHT−1株を利用した排水処理は、別々の排水処理槽で実施するようにしてもよいが、同一の排水処理槽で実施することが好ましい。4C−C株とHT−1株は、低級アルコールをエネルギー源として嫌気環境下でその機能を発揮するという共通した性質を有している。また、処理槽内に硫酸が存在している場合、例えば500mg/Lの高濃度の硫酸が存在している場合であっても、4C−C株の機能は阻害されることはない。さらには、4C−C株とHT−1株を併存させても、いずれか一方の活性や生存が阻害されることがない。したがって、4C−C株とHT−1株とを同一の排水処理槽内に併存させ、嫌気環境下で低級アルコールと硫酸を供給することで、4C−C株とHT−1株の双方を同時に機能させることができ、水溶性セレンを不溶性セレンとする処理を同一の排水処理槽内で完結させることができる。   Here, the wastewater treatment using the 4C-C strain and the wastewater treatment using the HT-1 strain may be performed in separate wastewater treatment tanks, but are preferably performed in the same wastewater treatment tank. . The 4C-C strain and the HT-1 strain have a common property that their functions are exhibited in an anaerobic environment using a lower alcohol as an energy source. Further, even when sulfuric acid is present in the treatment tank, for example, when a high concentration of 500 mg / L sulfuric acid is present, the function of the 4C-C strain is not inhibited. Furthermore, even if 4C-C strain and HT-1 strain coexist, either activity or survival is not inhibited. Therefore, the 4C-C strain and the HT-1 strain are coexisted in the same waste water treatment tank, and both the 4C-C strain and the HT-1 strain are simultaneously supplied by supplying lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment. It can be made to function, and the process which makes water-soluble selenium insoluble selenium can be completed in the same waste water treatment tank.

ところで、石炭火力発電所等から排出される脱硫排水には、石炭由来の水溶性セレンのみならず、高濃度の硝酸態窒素、例えば硝酸や亜硝酸が含まれている場合がある。本願発明者等の実験によると、4C−C株とHT−1株とを同一の排水処理槽内に併存させて排水処理を行うことで、100mg−N/Lの硝酸を含む排水であっても、水溶性セレンを不溶性セレンとすることが可能であることが確認されたが、その処理速度は、硝酸を含まない排水を処理する場合と比べると低下した。   By the way, desulfurization effluent discharged from a coal-fired power plant or the like may contain not only coal-derived water-soluble selenium but also high-concentration nitrate nitrogen such as nitric acid and nitrous acid. According to the experiments by the inventors of the present application, the wastewater containing 100 mg-N / L of nitric acid is obtained by performing wastewater treatment by coexisting 4C-C strain and HT-1 strain in the same wastewater treatment tank. However, it was confirmed that water-soluble selenium can be converted into insoluble selenium, but the treatment speed was lower than that in the case of treating wastewater not containing nitric acid.

そこで、本発明の排水処理方法においては、4C−C株及びHT−1株に加えて、パラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)(以下、P−d株と呼ぶ)を同一の排水処理槽内に併存させることが好ましい。   Therefore, in the wastewater treatment method of the present invention, in addition to the 4C-C strain and the HT-1 strain, Paracoccus denitrificans (hereinafter referred to as Pd strain) is contained in the same wastewater treatment tank. It is preferable to make it coexist.

P−d株は、エタノール等の低級アルコールをエネルギー源として、嫌気環境下で亜セレン酸を不溶性セレンに還元する機能を有すると共に、硝酸及び亜硝酸を窒素ガスに還元する機能とを有する公知の微生物である(電力中央研究所報告V06017(2007)、Eng.Life Sci.7:p235−240(2007))。   The Pd strain has a function of reducing selenous acid to insoluble selenium in an anaerobic environment using a lower alcohol such as ethanol as an energy source, and a function of reducing nitric acid and nitrous acid to nitrogen gas. It is a microorganism (Electric Power Central Research Institute Report V06017 (2007), Eng. Life Sci. 7: p235-240 (2007)).

つまり、P−d株は、4C−C株及びHT−1株と同様、低級アルコールをエネルギー源として嫌気環境下でその機能を発揮するという共通した性質を有している。また、処理槽内に硫酸が存在している場合、例えば500mg/Lの高濃度の硫酸が存在している場合であっても、P−d株の機能は阻害されることはない。さらには、P−d株を4C−C株及びHT−1株を併存させても、これらのうちのいずれかの微生物の活性や生存が阻害されることがない。   That is, the Pd strain has the common property of exhibiting its function in an anaerobic environment using a lower alcohol as an energy source, like the 4C-C strain and the HT-1 strain. Further, even when sulfuric acid is present in the treatment tank, for example, even when sulfuric acid having a high concentration of 500 mg / L is present, the function of the Pd strain is not inhibited. Furthermore, even when the 4C-C strain and the HT-1 strain coexist with the Pd strain, the activity and survival of any of these microorganisms are not inhibited.

そして、4C−C株及びHT−1株に加えて、P−d株を同一の排水処理槽内に併存させることによって、排水に高濃度の硝酸態窒素、例えば100mg−N/Lの硝酸が含まれている場合においても、硝酸を含まない排水を処理する場合とほぼ同等の処理速度で水溶性セレンを不溶性セレンとすることができる。したがって、硝酸や亜硝酸等の硝酸態窒素を多く含む場合がある石炭火力発電所の排水等に含まれる水溶性セレンを効率よく不溶化することが可能となる。   In addition to the 4C-C strain and the HT-1 strain, the P-d strain coexists in the same wastewater treatment tank, so that high concentration nitrate nitrogen, for example, 100 mg-N / L nitric acid is contained in the wastewater. Even in the case where it is contained, water-soluble selenium can be converted into insoluble selenium at a treatment rate substantially the same as the case of treating wastewater not containing nitric acid. Therefore, it is possible to efficiently insolubilize water-soluble selenium contained in the wastewater of coal-fired power plants that may contain a large amount of nitrate nitrogen such as nitric acid and nitrous acid.

尚、HT−1株、4C−C株及びP−d株は、嫌気環境下、即ち排水中に溶存酸素が実質的に存在しない環境下においてそれぞれの機能を発揮する微生物である。したがって、排水中の溶存酸素濃度によって、これらの微生物の機能が低下する虞がある。このような場合には、排水中に窒素ガスや希ガス等の不活性ガスを導入して、溶存酸素濃度を減少させるようにすればよい。   The HT-1 strain, 4C-C strain, and Pd strain are microorganisms that exhibit their functions in an anaerobic environment, that is, in an environment where dissolved oxygen is not substantially present in the waste water. Therefore, the function of these microorganisms may be reduced due to the dissolved oxygen concentration in the waste water. In such a case, an inert gas such as nitrogen gas or rare gas may be introduced into the waste water to reduce the dissolved oxygen concentration.

また、排水の嫌気環境を長期間保持するために、非多孔性膜を一部に有する密封構造の容器中に酸素吸収物質を充填した酸素吸収装置を排水中に浸漬するようにしてもよい(国際公開2006/135028)。酸素吸収物質としては、酸素を吸収でき、非多孔性膜を腐食しないものであればよく、還元鉄のような固体還元剤や、還元剤を入れた溶液、例えば亜硫酸ナトリウム溶液などを用いることができるが、これらに限定されない。この酸素吸収装置によれば、非多孔性膜の酸素分子透過性能に支配される緩やかな速度で被処理液中の溶存酸素を吸収できるので、被処理液の嫌気性雰囲気を長期間保持することができる。   Further, in order to maintain the anaerobic environment of the wastewater for a long period of time, an oxygen absorbing device filled with an oxygen absorbing substance may be immersed in the wastewater in a sealed container having a non-porous membrane in part ( International Publication 2006/135028). Any oxygen-absorbing substance may be used as long as it can absorb oxygen and does not corrode the non-porous membrane. A solid reducing agent such as reduced iron or a solution containing a reducing agent such as a sodium sulfite solution may be used. Although it can, it is not limited to these. According to this oxygen absorber, dissolved oxygen in the liquid to be treated can be absorbed at a moderate rate governed by the oxygen molecule permeation performance of the non-porous membrane, so that the anaerobic atmosphere of the liquid to be treated can be maintained for a long time. Can do.

尚、P−d株は、排水中の低級アルコール濃度が4体積%以上になるとその機能が発揮できなくなったり死滅したりする虞がある(電力中央研究所報告V06023 (2007))。また、HT−1株及び4C−C株についても排水中の低級アルコール濃度を高めすぎるとその機能が発揮できなくなったり死滅したりする虞がある。したがって、排水中のアルコール濃度は4体積%未満とすることが好ましい。   It should be noted that the Pd strain may lose its function or die if the concentration of lower alcohol in the wastewater is 4% by volume or more (Electric Power Research Laboratory Report V06023 (2007)). Moreover, about HT-1 stock | strain and 4C-C stock | strain, when the lower alcohol concentration in waste_water | drain is raised too much, there exists a possibility that the function may not be exhibited or it may die. Therefore, the alcohol concentration in the waste water is preferably less than 4% by volume.

ここで、上記微生物を利用して排水処理を行う際には、上記微生物を排水処理槽内に遊離(懸濁)させた状態としてもよいが、担体に担持させて排水処理に供することが好ましい。この場合には、排水中の不溶性セレン等の不溶性重金属の大部分を担体に付着させて回収することができる。したがって、処理後の排水から担体を取り出すだけで、排水中から不溶性セレン等の不溶性重金属の大部分を回収することができる。したがって、排水から不溶性セレン等の不溶性重金属を固液分離処理する手間を省くことができる。   Here, when the wastewater treatment is performed using the microorganisms, the microorganisms may be released (suspended) in the wastewater treatment tank, but it is preferable that the microorganisms be supported on a carrier and used for wastewater treatment. . In this case, most of the insoluble heavy metal such as insoluble selenium in the waste water can be collected by being attached to the carrier. Therefore, most of the insoluble heavy metals such as insoluble selenium can be recovered from the waste water by simply removing the carrier from the treated waste water. Therefore, the trouble of performing solid-liquid separation treatment of insoluble heavy metals such as insoluble selenium from waste water can be saved.

担体には、少なくともHT−1株を担持させる。これにより、不溶性セレン等の不溶性重金属を担体に付着させて回収することができる。そして、HT−1株に加えて、4C−C株を担持させることによって、排水中の水溶性セレンの全ての化学形態(セレン酸及び亜セレン酸)を不溶性セレンとして担体に付着させて回収することが可能となる。さらに、HT−1株及び4C−C株に加えて、P−d株を担持させることによって、高濃度の硝酸態窒素を含む排水を処理する場合においても、排水中の水溶性セレンの全ての化学形態(セレン酸及び亜セレン酸)を効率良く不溶性セレンとして担体に付着させて回収することが可能となる。但し、排水処理の簡易性を高める観点からは、HT−1株以外の微生物も担体に担持させることが好適であるが、HT−1株以外の微生物は必ずしも担体に担持する必要はなく、排水に懸濁させるようにしてもよい。   The carrier carries at least the HT-1 strain. As a result, insoluble heavy metals such as insoluble selenium can be recovered by adhering to the carrier. And by carrying | supporting 4C-C strain | stump | stock in addition to HT-1 stock | strain, all the chemical forms (selenic acid and selenious acid) of the water-soluble selenium in waste_water | drain are made to adhere to a support | carrier as insoluble selenium, and are collect | recovered. It becomes possible. Furthermore, in addition to the HT-1 and 4C-C strains, all of the water-soluble selenium in the wastewater can be treated even when treating wastewater containing a high concentration of nitrate nitrogen by supporting the Pd strain. The chemical forms (selenic acid and selenious acid) can be efficiently attached to the carrier as insoluble selenium and recovered. However, from the viewpoint of improving the simplicity of wastewater treatment, it is preferable that microorganisms other than the HT-1 strain are supported on the carrier, but microorganisms other than the HT-1 strain need not necessarily be supported on the carrier. You may make it suspend in.

担体としては、例えば、活性炭、アルミナ、発泡プラスチック、高分子ゲル等を用いることができるが、特に高分子ゲルの使用が好適である。高分子ゲルは、特に微生物を固定させやすく且つ不溶性セレン等の不溶性重金属を付着させやすい。高分子ゲルとしては、例えばコラーゲン、フィブリン、アルブミン、カゼイン、セルロースファイバー、セルローストリアセタート、寒天、アルギン酸カルシウム、カラギーナン、アガロース等の天然高分子、ポリアクリルアミド、ポリ−2−ヒドロキシエチルメタクリル酸、ポリビニルクロリド、γ−メチルポリグルタミン酸、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、ポリジメチルアクリルアミド、ポリウレタン、光硬化性樹脂(ポリビニルアルコール誘導体、ポリエチレングリコール誘導体、ポリプロピレングリコール誘導体、ポリブタジエン誘導体等)等の合成高分子、またはこれらの複合体が挙げられる。また、吸水性ポリマーを用いることも可能である。吸水性ポリマーを用いる場合には高分子ゲルを用いる場合と比べて排水の吸収が起こりやすく、排水中の水溶性セレンの処理をより効率的に行うことができる。吸水性ポリマーとしては一般的に用いられているものを使用することができるが、具体的には、ポリアクリル酸、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸やそれらの改変物、ポリエチレングリコール改変物等が挙げられる。尚、ここで言う改変物とは、イオン性基をもつ高分子を前記高分子の一部に架橋させた物である。   As the carrier, for example, activated carbon, alumina, foamed plastic, polymer gel, and the like can be used, and the use of polymer gel is particularly preferable. The polymer gel is particularly easy to fix microorganisms and to adhere insoluble heavy metals such as insoluble selenium. Examples of the polymer gel include natural polymers such as collagen, fibrin, albumin, casein, cellulose fiber, cellulose triacetate, agar, calcium alginate, carrageenan, agarose, polyacrylamide, poly-2-hydroxyethyl methacrylic acid, polyvinyl Synthetic polymers such as chloride, γ-methylpolyglutamic acid, polystyrene, polyvinylpyrrolidone, polydimethylacrylamide, polyurethane, photocurable resins (polyvinyl alcohol derivatives, polyethylene glycol derivatives, polypropylene glycol derivatives, polybutadiene derivatives, etc.), or composites thereof The body is mentioned. It is also possible to use a water-absorbing polymer. When a water-absorbing polymer is used, wastewater is more easily absorbed than when a polymer gel is used, and water-soluble selenium in the wastewater can be treated more efficiently. As the water-absorbing polymer, those generally used can be used, and specific examples include polyacrylic acid, polyaspartic acid, polyglutamic acid, modified products thereof, modified polyethylene glycol, and the like. . The modified product referred to here is a product obtained by crosslinking a polymer having an ionic group to a part of the polymer.

担体の形状については、特に限定されるものではないが、表面積をできるだけ高めて、排水との接触面積を大きくすることで、排水処理効率を高めやすくなり、好ましい。   The shape of the carrier is not particularly limited, but it is preferable to increase the surface area as much as possible to increase the contact area with the waste water, thereby improving the waste water treatment efficiency.

ここで、不溶性セレンはピンク色を呈する物質であり、不溶性セレンの担体への付着状況を目視により容易に確認することができる。したがって、バイオリアクターが十分に呈色した後に排水中から取り出せば、排水中から水溶性セレンを不溶性セレンとして簡易に回収できる。   Here, insoluble selenium is a substance exhibiting a pink color, and the adhesion state of the insoluble selenium to the carrier can be easily confirmed visually. Therefore, if the bioreactor is sufficiently colored and taken out from the wastewater, water-soluble selenium can be easily recovered from the wastewater as insoluble selenium.

また、微生物を担持した担体を利用することによって、沈殿などの回収が困難な環境、例えば活性汚泥中であっても、不溶性セレン等の不溶性重金属を担体に付着させて回収することができる。つまり、微生物を担持した担体を利用することによって、場所を選ぶことなく、非常に手軽に不溶性セレン等の不溶性重金属を回収して環境浄化を行うことができる。   In addition, by using a carrier carrying microorganisms, insoluble heavy metals such as insoluble selenium can be recovered by adhering to the carrier even in an environment where precipitation is difficult to collect, for example, in activated sludge. That is, by using a carrier carrying microorganisms, it is possible to recover the environment by collecting insoluble heavy metals such as insoluble selenium very easily without selecting a place.

尚、担体に付着した不溶性セレンを回収する方法としては、担体を燃焼させることにより不溶性セレンを蒸発させ、燃焼ガスに同伴したセレンを濃縮させるようにすればよい。または、担体に付着した不溶性セレンを酸化して水溶性の形態とした上で水に浸漬して回収すればよい。この場合には、担体を再利用できる。   In addition, as a method for recovering insoluble selenium adhering to the carrier, the insoluble selenium may be evaporated by burning the carrier, and the selenium accompanying the combustion gas may be concentrated. Alternatively, insoluble selenium adhering to the carrier may be oxidized to form a water-soluble form and then immersed in water for recovery. In this case, the carrier can be reused.

ここで、少なくともHT−1株を担持させた担体を有するバイオリアクターの好適な実施形態について以下に説明する。   Here, a preferred embodiment of a bioreactor having a carrier carrying at least the HT-1 strain will be described below.

図1に本発明のバイオリアクターの実施の一形態を示す。このバイオリアクター1は、少なくともHT−1株を担持させた担体2を不織布3上に塗布して固定化し、不織布3を表面側として袋状とし、内部空間4からエネルギー源である低級アルコールを供給するようにしている。ここで、バイオリアクター1の構成は、不織布3を袋の外側表面のみに備える形態には限定されず、不織布3を袋の内側表面のみに備える形態としてもよいし、不織布3を袋の外側表面と内側表面の双方に備えるようにしてもよい。また、バイオリアクター1を剛体のフレームなどにより強度を向上させてもよいし、不織布3の替わりにナイロンネットなどを用いるようにしてバイオリアクター1の表面を保護するようにしてもよい。ただし、不織布3のような保護材をバイオリアクター1の表面に設けることは必須要件ではない。   FIG. 1 shows an embodiment of the bioreactor of the present invention. In this bioreactor 1, a carrier 2 carrying at least the HT-1 strain is applied and fixed on a nonwoven fabric 3, the nonwoven fabric 3 is formed into a bag shape on the surface side, and lower alcohol as an energy source is supplied from the internal space 4. Like to do. Here, the configuration of the bioreactor 1 is not limited to a form in which the nonwoven fabric 3 is provided only on the outer surface of the bag, and may be a form in which the nonwoven fabric 3 is provided only on the inner surface of the bag. And on the inner surface. Further, the strength of the bioreactor 1 may be improved by a rigid frame or the like, or a nylon net may be used instead of the nonwoven fabric 3 to protect the surface of the bioreactor 1. However, it is not essential to provide a protective material such as the nonwoven fabric 3 on the surface of the bioreactor 1.

内部空間4からのエネルギー源の供給方法は特に限定されるものではないが、上記した国際公開2006/135028または電力中央研究所報告V06023 (2007)に開示されている技術を用いて実施することが好ましい。即ち、ポリエチレン膜、ポリプロピレン膜またはポリビニルアルコール膜等の非多孔性膜11を一部に有する密封構造の容器(袋)10の内部にエタノール等の低級アルコール12を密封することで、ポンプや供給量を制御する手段を備えることなく、微生物が必要とする低級アルコール12を常時緩やかに供給することができる。したがって、図1に示すように、この容器(袋)10をバイオリアクター1の内部空間4に収容することで、担体2に担持されている微生物(HT−1株)に低級アルコール12を常時緩やかに供給することができる。   The method for supplying the energy source from the internal space 4 is not particularly limited, but may be implemented using the technology disclosed in the above-mentioned International Publication 2006/135028 or the Central Research Institute Report V06023 (2007). preferable. That is, a lower alcohol 12 such as ethanol is sealed in a sealed container (bag) 10 having a non-porous film 11 such as a polyethylene film, a polypropylene film or a polyvinyl alcohol film in part, so that a pump and a supply amount Therefore, the lower alcohol 12 required by the microorganism can be always slowly supplied without providing a means for controlling the above. Therefore, as shown in FIG. 1, the container (bag) 10 is accommodated in the internal space 4 of the bioreactor 1, so that the lower alcohol 12 is always loosened to the microorganism (HT-1 strain) carried on the carrier 2. Can be supplied to.

尚、硫化水素生成源としての硫酸の供給方法についても特に限定はされないが、上記した国際公開2006/135028に開示されている技術を用いて実施することが好ましい。即ち、ポリビニルアルコール膜を一部に有する密封構造の容器(袋)の内部に硫酸を密封することで、ポンプや供給量を制御する手段を備えることなく、微生物が必要とする硫酸を常時緩やかに供給することができる。したがって、この容器(袋)をバイオリアクター1の内部空間4に収容することで、担体に担持されている微生物(HT−1株)に硫酸を常時緩やかに供給することができる。勿論、硫酸を含む排水を処理する場合には、硫酸の供給は必要としない。   The method for supplying sulfuric acid as a hydrogen sulfide generation source is not particularly limited, but it is preferable to use the technique disclosed in the above-mentioned International Publication 2006/135028. That is, by sealing sulfuric acid inside a sealed container (bag) having a polyvinyl alcohol film in part, the sulfuric acid required by microorganisms can be gradually and gradually reduced without providing a pump or means for controlling the supply amount. Can be supplied. Therefore, by accommodating this container (bag) in the internal space 4 of the bioreactor 1, sulfuric acid can always be gradually supplied to the microorganism (HT-1 strain) supported on the carrier. Of course, when wastewater containing sulfuric acid is treated, it is not necessary to supply sulfuric acid.

上記のように構成されたバイオリアクター1を排水中に浸漬したり、あるいは水溶性セレン等の水溶性重金属を含む環境に配置して嫌気環境とすることで、バイオリアクター1の担体2さらには不織布3に不溶性セレン等の不溶性重金属を付着させて回収することができる。そして、不溶性セレン等の不溶性重金属回収後のバイオリアクター1を取り出すだけで、セレン等の重金属濃度を低減させて環境の浄化を行うことができる。   The bioreactor 1 configured as described above is immersed in waste water, or placed in an environment containing a water-soluble heavy metal such as water-soluble selenium to create an anaerobic environment, whereby the carrier 2 of the bioreactor 1 and further the nonwoven fabric Insoluble heavy metals such as insoluble selenium can be attached to 3 and recovered. Then, by removing the bioreactor 1 after collecting insoluble heavy metals such as insoluble selenium, the environment can be purified by reducing the concentration of heavy metals such as selenium.

上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、HT−1株とP−d株とを同一処理槽内で併用するようにしてもよい。排水にセレン酸が含まれない場合には、HT−1株とP−d株とを同一処理槽内で併用することによって、排水に高濃度の硝酸態窒素が含まれる場合であっても、水溶性重金属を不溶性重金属として効率よく処理することが可能となる。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention, but is not limited thereto, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, the HT-1 strain and the Pd strain may be used together in the same treatment tank. When selenate is not included in the wastewater, even if HT-1 strain and Pd strain are used together in the same treatment tank, even if the drainage contains high concentration of nitrate nitrogen, It becomes possible to efficiently treat water-soluble heavy metals as insoluble heavy metals.

また、セレン酸還元微生物として、4C−C株以外の菌株を利用するようにしてもよい。即ち、4C−C株と同様、エタノール等の低級アルコールをエネルギー源として、嫌気環境下でセレン酸を亜セレン酸に還元する機能を有する公知あるいは新規の微生物を利用するようにしてもよい。さらに、酵母エキス、含硫アミノ酸、乳酸塩等をエネルギー源として、嫌気環境下でセレン酸を亜セレン酸に還元する機能を有する公知あるいは新規の微生物、例えばアゾアクルス属、シュードモナス属、パラコッカス属、デレイヤ属、バチルス属、エンテロバクター属等の微生物を利用するようにしてもよい。   Moreover, you may make it utilize strains other than 4C-C strain | stump | stock as a selenate reducing microorganism. That is, as in the 4C-C strain, a known or novel microorganism having a function of reducing selenate to selenite in an anaerobic environment using a lower alcohol such as ethanol as an energy source may be used. Further, known or novel microorganisms having a function of reducing selenate to selenite in an anaerobic environment using yeast extract, sulfur-containing amino acid, lactate, etc. as an energy source, such as Azoaculus, Pseudomonas, Paracoccus, Delayer You may make it utilize microorganisms, such as a genus, Bacillus genus, and Enterobacter genus.

以下に本発明の実施例を説明するが、本発明はこれら実施例に限られるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(分析方法)
以下に説明する実施例において、硫酸、セレン酸、亜セレン酸、硝酸及び亜硝酸濃度は、AS9−HCカラムを使用して、イオンクロマトアナライザ(ICS−1500、DIONEX)を用いて測定した。
(Analysis method)
In the examples described below, the concentrations of sulfuric acid, selenic acid, selenious acid, nitric acid and nitrous acid were measured using an AS9-HC column and an ion chromatograph analyzer (ICS-1500, DIONEX).

(1)硫化水素と水溶性セレンとの化学的反応性の検討
硫化水素と水溶性セレンとの化学的反応性について検討した。
(1) Examination of chemical reactivity between hydrogen sulfide and water-soluble selenium The chemical reactivity between hydrogen sulfide and water-soluble selenium was examined.

硫化水素は以下のようにして発生させた。即ち、厚さ0.05mmのポリエチレンフィルム(ミツワ株式会社製)を袋状に加工したもの(長さ:50mm、幅:30mm)の内部に、硫化鉄0.4gと2Nの塩酸1mLを封入した。これにより、袋の内部で硫化鉄と塩酸とを反応させて、塩化鉄と硫化水素とを発生させ、ポリエチレンフィルムから硫化水素を透過させて袋の外側に供給可能とした。   Hydrogen sulfide was generated as follows. That is, 0.4 g of iron sulfide and 1 mL of 2N hydrochloric acid were enclosed in a bag (length: 50 mm, width: 30 mm) of a 0.05 mm thick polyethylene film (Mitsuwa Co., Ltd.). . As a result, iron sulfide and hydrochloric acid were reacted inside the bag to generate iron chloride and hydrogen sulfide, and the hydrogen sulfide was permeated from the polyethylene film and supplied to the outside of the bag.

上記ポリエチレン袋を、100mg−Se/Lのセレン酸水溶液が入れられた200mL容のトールビーカーと、100mg−Se/Lの亜セレン酸水溶液が入れられた200mL容のトールビーカーとにそれぞれ投入した。上記ポリエチレン袋を投入後、トールビーカー内の水溶液を20℃で18時間連続的に攪拌し、経時的に試料を採取して、硫化水素と水溶性セレン(セレン酸、亜セレン酸)との化学的反応性を検討した。   The polyethylene bag was put into a 200 mL tall beaker containing a 100 mg-Se / L selenate aqueous solution and a 200 mL tall beaker containing a 100 mg-Se / L selenious aqueous solution, respectively. After introducing the polyethylene bag, the aqueous solution in the tall beaker was continuously stirred at 20 ° C. for 18 hours, and a sample was collected over time to analyze the chemistry of hydrogen sulfide and water-soluble selenium (selenic acid, selenious acid). Responsiveness was examined.

硫化水素に対するセレン酸の化学的反応性を検討した結果を図2に示す。図2に示される結果から、セレン酸濃度に変化が無く、硫化水素とセレン酸は化学的反応を起こさないことが確認された。   The result of examining the chemical reactivity of selenate to hydrogen sulfide is shown in FIG. From the results shown in FIG. 2, it was confirmed that there was no change in the selenate concentration, and hydrogen sulfide and selenate did not cause a chemical reaction.

次に、硫化水素に対する亜セレン酸の化学的反応性を検討した結果を図3に示す。図3に示される結果から、ポリエチレン袋の投入直後から亜セレン酸濃度は急激に低下し、1時間後には24.3mg−Se/Lとなった。また、その際に、水溶液中に赤茶色の沈殿が観察された。   Next, the result of examining the chemical reactivity of selenious acid to hydrogen sulfide is shown in FIG. From the results shown in FIG. 3, the selenious acid concentration rapidly decreased immediately after the introduction of the polyethylene bag, and became 24.3 mg-Se / L after 1 hour. At that time, a reddish brown precipitate was observed in the aqueous solution.

以上の結果から、硫化水素によって水中に溶存する亜セレン酸を沈殿処理(不溶化処理)できることが明らかとなった。一方、水中に溶存するセレン酸については、硫化水素によって沈殿処理できないことが明らかとなった。   From the above results, it became clear that selenite dissolved in water can be precipitated (insolubilized) with hydrogen sulfide. On the other hand, it became clear that selenic acid dissolved in water cannot be precipitated by hydrogen sulfide.

(2)新規微生物の探索
上記(1)の実験結果から、硫化水素によって亜セレン酸を沈殿処理できることが明らかとなった。そこで、硫酸還元により硫化水素を産生でき、且つ安価な低級アルコールをエネルギー源として利用することのできる新規微生物の探索を行った。
(2) Search for new microorganisms From the experimental results of (1) above, it was revealed that selenite can be precipitated by hydrogen sulfide. Therefore, a search was made for a novel microorganism capable of producing hydrogen sulfide by sulfuric acid reduction and using an inexpensive lower alcohol as an energy source.

微生物の単離源として、排水処理施設の8種類の汚泥を用いた。50mL容のガラスバイアル瓶に、表1に示す硫酸を含む培地を20mL入れ、1mLの汚泥試料をそれぞれ添加した。また、唯一のエネルギー源としてエタノール(99.5%)を0.2mL加えた。バイアル瓶内は窒素ガスを用いて嫌気状態とした後、30℃、120rpmで振とうして17日間集積培養を行った。この操作により、エタノールをエネルギー源として硫酸還元可能な新規微生物を探索した。   Eight types of sludge from wastewater treatment facilities were used as the source of microorganism isolation. 20 mL of a medium containing sulfuric acid shown in Table 1 was placed in a 50 mL glass vial, and 1 mL of a sludge sample was added thereto. Moreover, 0.2 mL of ethanol (99.5%) was added as a sole energy source. The vial was made anaerobic using nitrogen gas and then shaken at 30 ° C. and 120 rpm for 17 days of enrichment culture. By this operation, a novel microorganism capable of sulfate reduction using ethanol as an energy source was searched.

バイアル瓶内で硫酸還元が行われているか否かの判断は、以下のようにして行った。即ち、培地中の硫酸が硫化水素まで還元された場合、培地中の硫酸鉄と硫化水素が反応して硫化鉄の黒色沈殿が生じるので、この色の変化をバイアル瓶内で硫酸還元が行われているか否かの判断基準とした。   Judgment whether or not sulfuric acid reduction was performed in the vial was performed as follows. That is, when sulfuric acid in the medium is reduced to hydrogen sulfide, iron sulfate and hydrogen sulfide in the medium react to form black precipitates of iron sulfide, and this color change is reduced in the vial. Judgment criteria for whether or not.

その結果、全てのバイアル瓶内で硫酸還元が行われていると判断されたことから、全てのバイアル瓶内の試料について、新しい培地20mLに2mLの培養液を植え継ぎ、さらに同条件で培養を続けた。その結果、培養液の継代を2回行った後も、全ての試料において硫酸還元が行われていると判断されたことから、全ての試料をリン酸緩衝液(NaHPO・12HO(9g/L)、KHPO(1.5g/L)、pH 7.5)を用いて適宜希釈し、希釈液を得た。 As a result, it was judged that sulfate reduction was carried out in all the vials. Therefore, for the samples in all the vials, 2 mL of the culture solution was transferred to 20 mL of new medium, and further cultured under the same conditions. Continued. As a result, even after the passage of the culture solution was performed twice, it was determined that all samples were subjected to sulfate reduction. Therefore, all samples were treated with phosphate buffer (Na 2 HPO 4 · 12H 2). Diluted appropriately using O (9 g / L), KH 2 PO 4 (1.5 g / L), pH 7.5) to obtain a diluted solution.

次に、表2に示す寒天培地に希釈液を塗布し、30℃の嫌気状態下で11日間静置培養を行った。そして、取得したコロニーの中から硫酸を還元するものが1つの試料において見つかった。そこで、このコロニーを選択し、希釈して新しい寒天培地に植え継いで単離し、硫酸還元能力の維持と他の微生物の混入が生じていないことを確認した。この株をHT−1株と名付けた。   Next, the diluted solution was applied to the agar medium shown in Table 2, and static culture was performed for 11 days under anaerobic conditions at 30 ° C. And what reduced sulfuric acid was found in one sample among the acquired colonies. Therefore, this colony was selected, diluted and transplanted to a new agar medium and isolated, and it was confirmed that the sulfate reduction ability was maintained and that no other microorganisms were mixed. This strain was named HT-1 strain.

HT−1株を単離した後、この株がエタノールをエネルギー源として硫酸還元可能か否かを以下の方法により確認した。即ち、表1に示す硫酸を含む液体培地中にHT−1株を添加し、硫化鉄の黒色沈殿が生じるかどうかを調べた。その結果、硫化鉄の黒色沈殿が生じ、HT−1株がエタノールを用いて硫酸還元可能であることが明らかとなった。   After the HT-1 strain was isolated, it was confirmed by the following method whether this strain was capable of sulfate reduction using ethanol as an energy source. That is, the HT-1 strain was added to a liquid medium containing sulfuric acid shown in Table 1 to examine whether or not black precipitation of iron sulfide occurred. As a result, a black precipitate of iron sulfide was generated, and it was revealed that the HT-1 strain can be sulfate-reduced using ethanol.

次に、HT−1株を光学顕微鏡により形態観察した。また、Barrow等の方法に基づき、生理学的な特性を検討した(Barrow G L, Feltham R K A.: Cowan and Steel’s manual for the Identification of Medical Bacteria, 3rd ed., Cambridge University Press. (1993))。16S rDNAの塩基配列解析については、定法によりDNAを抽出した後、PCRを行い、シークエンスした。   Next, the morphology of the HT-1 strain was observed with an optical microscope. Further, physiological characteristics were examined based on the method of Barrow et al. (Barrow G L, Feltham R K .: Cowan and Steel's manual for the Identification of Medical Bacteria, 3rd ed., Cambridge University Press. (1993)). For 16S rDNA base sequence analysis, DNA was extracted by a conventional method, followed by PCR and sequencing.

HT−1株の形態学的及び生理学的な特性を表3に示す。HT−1株はグラム陰性で運動性を有する湾曲桿菌であった。これらの結果と16S rDNA塩基配列解析結果に基づき、Kreig等の文献(Krieg N R, Holt J G: Bergey’s Mannual of Systematic Bacteriology: Volume One. Williams and Wilkins, Baltimopre. (1984))から、HT−1株はDesulfovibrio sp.と同定された。   Table 3 shows the morphological and physiological characteristics of the HT-1 strain. The HT-1 strain was a gram-negative and gonococcal curved gonococcus. Based on these results and 16S rDNA nucleotide sequence analysis results, Kriig et al. (Krieg NR, Holt JG: Bergey's Mannual of Systematic Bacteriology: Volume One. Williams and Wilkins, Baltimopre. (1984)) Identified as Desulfovibrio sp.

HT−1株は、平成20年5月21日付けで受託番号FERM P−21577として独立行政法人産業技術総合研究所特許微生物寄託センターに寄託された。   The HT-1 strain was deposited with the Patent Microorganism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology under the accession number FERM P-21577 on May 21, 2008.

尚、HT−1株は、エタノールをエネルギー源として機能することが確認されたことから、エタノールとその構造が類似している低級アルコール、特にエタノールと炭素数が1つしか違わないメタノールやプロパノールについても、エネルギー源として使用することができるものと考えられる。   In addition, since it was confirmed that HT-1 strain functions as an energy source, ethanol is a lower alcohol similar in structure to ethanol, particularly methanol and propanol having only one carbon number different from ethanol. Can also be used as an energy source.

(3)供試菌株の前培養及び調整
以降の実験で使用するHT−1株及び本願発明者によって独立行政法人産業技術総合研究所特許生物寄託センターに平成18年3月13日付けで受託番号FERM P−20840として受託されているPseudomonas sp.(4C−C株)の前培養及び調整を行った。
(3) Pre-culture and preparation of the test strain The HT-1 strain used in the subsequent experiments and the inventor of the present application to the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Organism Depositary on March 13, 2006 Pre-culture and preparation of Pseudomonas sp. (4C-C strain) commissioned as FERM P-20840 was performed.

HT−1株の前培養は、表4に示す液体培地を用いて、30℃、120rpmで嫌気的に振とうして行った。   Pre-culture of the HT-1 strain was performed by anaerobically shaking at 30 ° C. and 120 rpm using the liquid medium shown in Table 4.

4C−C株の前培養は、表5に示す液体培地を用いて、30℃、30rpmで好気的に振とうして行った。   The preculture of the 4C-C strain was carried out by aerobically shaking at 30 ° C. and 30 rpm using the liquid medium shown in Table 5.

培養後、遠心分離(20,000g、4℃、10分間)を行って集菌し、リン酸緩衝液(NaHPO・12HO(9g/L)、KHPO(1.5g/L)、pH 7.5)を用いて2回洗浄した。HT−1株と4C−C株の洗浄菌体はそれぞれリン酸緩衝液に懸濁し、以降の実験に供した。 After incubation, the cells were collected by centrifugation (20,000 g, 4 ° C., 10 minutes), and phosphate buffer (Na 2 HPO 4 · 12H 2 O (9 g / L), KH 2 PO 4 (1.5 g) was collected. / L), pH 7.5). The washed cells of the HT-1 strain and the 4C-C strain were each suspended in a phosphate buffer and used for the subsequent experiments.

(4)HT−1株の特性の検討
HT−1株について、種々の陰イオンに対する還元能力の有無を検討した。
(4) Examination of characteristics of HT-1 strain The HT-1 strain was examined for the presence or absence of reducing ability for various anions.

50mL容のガラスバイアル瓶に、表6に示す人工排水を30mL入れ、20mg/Lの硫酸、20mg−Se/Lのセレン酸、20mg−Se/Lの亜セレン酸、20mg−N/Lの硝酸、20mg−N/Lの亜硝酸をそれぞれ個別に加えた試料を調製した。次に、各試料に対し上記(3)で調整したHT−1株を0.415mg−wet weight/mLとなるように添加し、エネルギー源として0.3mLのエタノールを加えた。窒素ガスを用いてバイアル瓶内を嫌気状態とした後、30℃、120rpmで14日間振とう培養し、各種陰イオン濃度の分析を行った。   30 mL of artificial waste water shown in Table 6 is placed in a 50 mL glass vial, and 20 mg / L sulfuric acid, 20 mg-Se / L selenic acid, 20 mg-Se / L selenious acid, 20 mg-N / L nitric acid. , 20 mg-N / L nitrous acid was added to each sample. Next, the HT-1 strain prepared in (3) above was added to each sample so as to be 0.415 mg-wet weight / mL, and 0.3 mL of ethanol was added as an energy source. After making the inside of a vial anaerobic using nitrogen gas, it was cultured with shaking at 30 ° C. and 120 rpm for 14 days, and various anion concentrations were analyzed.

HT−1株の各種陰イオンに対する還元能力の有無を表7に示す。表7において+++は還元能力を有することを意味しており、+は還元能力をわずかに有することを意味しており、−は還元能力を有さないことを意味している。   Table 7 shows the presence or absence of reducing ability of the HT-1 strain for various anions. In Table 7, ++ means having a reducing ability, + means having a reducing ability slightly, and-means not having a reducing ability.

硫酸濃度については、14日後には検出限界以下となった。このことから、HT−1株は、エタノールをエネルギー源として硫酸還元できることが示された。   The sulfuric acid concentration was below the detection limit after 14 days. From this, it was shown that the HT-1 strain can be sulfate-reduced using ethanol as an energy source.

亜セレン酸濃度については、14日後に2.4mg−Se/Lの低下が見られた。このことから、HT−1株は、エタノールをエネルギー源として、わずかではあるが亜セレン酸を還元できることが明らかとなった。   Regarding selenite concentration, a decrease of 2.4 mg-Se / L was observed after 14 days. From this, it became clear that the HT-1 strain can reduce selenite by using ethanol as an energy source.

セレン酸、硝酸及び亜硝酸については、濃度変化は殆ど見られなかった。このことから、HT−1株は、セレン酸、硝酸及び亜硝酸を還元する能力は有していないことが明らかとなった。   For selenic acid, nitric acid and nitrous acid, almost no change in concentration was observed. This revealed that the HT-1 strain does not have the ability to reduce selenate, nitric acid and nitrous acid.

(5)HT−1株を用いた亜セレン酸処理の検討
HT−1株を人工排水に懸濁した状態における亜セレン酸処理について検討した。
(5) Examination of selenite treatment using HT-1 strain The selenite treatment in a state where the HT-1 strain was suspended in artificial waste water was examined.

50mL容のガラスバイアル瓶に、表6に示す人工排水を30mL入れ、10mg−Se/Lの亜セレン酸を加えた試料と、500mg/Lの硫酸を加えた試料と、10mg−Se/Lの亜セレン酸及び500mg/Lの硫酸を加えた試料とを準備した。これらの試料のそれぞれに対し、上記(3)で調整したHT−1株を0.77mg−wet weight/mLとなるように添加し、エネルギー源として0.3mLのエタノールを加えた。窒素ガスを用いてバイアル瓶内を嫌気状態とした後、30℃、120rpmで8日間振とう培養し、経時的に試料を採取して各種陰イオン濃度の分析を行った。   30 mL of artificial waste water shown in Table 6 is placed in a 50 mL glass vial, a sample added with 10 mg-Se / L selenious acid, a sample added with 500 mg / L sulfuric acid, and 10 mg-Se / L A sample to which selenious acid and 500 mg / L sulfuric acid were added was prepared. To each of these samples, the HT-1 strain prepared in (3) above was added to 0.77 mg-wet weight / mL, and 0.3 mL of ethanol was added as an energy source. After making the inside of the vial anaerobic using nitrogen gas, it was cultured with shaking at 30 ° C. and 120 rpm for 8 days, samples were collected over time, and various anion concentrations were analyzed.

各試料の硫酸濃度の経時変化を図4に示す。図4において、□は人工排水に10mg−Se/Lの亜セレン酸を加えた試料を用いた場合の結果であり、△は人工排水に500mg/Lの硫酸を加えた試料を用いた場合の結果であり、●は人工排水に10mg−Se/Lの亜セレン酸及び500mg/Lの硫酸を加えた試料を用いた場合の結果である。硫酸のみを加えた人工排水試料と、硫酸及び亜セレン酸を加えた人工排水試料の双方において、徐々に硫酸濃度が低下することが確認された。   FIG. 4 shows the change over time in the sulfuric acid concentration of each sample. In FIG. 4, □ is the result when a sample obtained by adding 10 mg-Se / L selenious acid to artificial wastewater, and Δ is the result obtained when a sample obtained by adding 500 mg / L sulfuric acid to artificial wastewater. The results are as follows. The black circles are the results when a sample obtained by adding 10 mg-Se / L selenious acid and 500 mg / L sulfuric acid to artificial waste water is used. It was confirmed that the sulfuric acid concentration gradually decreased in both the artificial drainage sample to which only sulfuric acid was added and the artificial drainage sample to which sulfuric acid and selenious acid were added.

次に、各試料の亜セレン酸濃度の経時変化を図5に示す。図5において、□、△及び●の表す意味は図4と同様である。硫酸及び亜セレン酸を加えた人工排水試料において、21時間後に亜セレン酸濃度が検出限界以下となることが確認された。亜セレン酸のみを加えた人工排水試料についても、実験開始初期にはHT−1株の亜セレン酸還元能に起因して若干の濃度低下が見られたものの、その後はほぼ一定の濃度を示した。この結果から、硫酸及び亜セレン酸を加えた人工排水試料の場合、HT−1株により硫酸が還元されて生成された硫化水素が亜セレン酸と反応し、不溶性のセレンとなり、亜セレン酸濃度が低下したと考えられた。   Next, the time-dependent change of the selenite concentration of each sample is shown in FIG. In FIG. 5, the meanings of □, Δ, and ● are the same as those in FIG. In the artificial drainage sample to which sulfuric acid and selenious acid were added, it was confirmed that the selenious acid concentration was below the detection limit after 21 hours. The artificial drainage sample to which only selenite was added also showed a slight decrease in concentration due to the ability of HT-1 strain to reduce selenite at the beginning of the experiment, but after that, the concentration was almost constant. It was. From this result, in the case of an artificial drainage sample to which sulfuric acid and selenious acid were added, hydrogen sulfide produced by reducing sulfuric acid by the HT-1 strain reacted with selenious acid to form insoluble selenium, and the selenite concentration Was thought to have declined.

以上の結果から、HT−1株を用い、エネルギー源としてエタノールを使用することで、人工排水中の硫酸を還元することができることが明らかとなった。そして、硫酸の還元によって生成された硫化水素によって亜セレン酸を不溶性セレンとして処理可能なことが明らかとなった。   From the above results, it became clear that sulfuric acid in artificial wastewater can be reduced by using HT-1 strain and using ethanol as an energy source. And it became clear that selenious acid can be treated as insoluble selenium by hydrogen sulfide produced by reduction of sulfuric acid.

(6)HT−1株と4C−C株の併用によるセレン酸処理の検討1
上記(1)の実験で明らかとなったように、硫化水素はセレン酸とは全く反応しない。したがって、セレン酸の処理を考える際には、セレン酸を亜セレン酸まで還元する必要がある。そこで、セレン酸を亜セレン酸まで還元するセレン酸還元微生物である4C−C株をHT−1株と併用することで、セレン酸を不溶性セレンとして処理することについて検討した。
(6) Examination of selenate treatment by combined use of HT-1 strain and 4C-C strain 1
As revealed by the experiment (1) above, hydrogen sulfide does not react with selenate at all. Therefore, when considering the treatment of selenate, it is necessary to reduce selenate to selenite. Then, the 4C-C strain | stump | stock which is a selenate reducing microorganism which reduces selenic acid to selenious acid was used together with HT-1 strain | stump | stock, and it examined about processing selenic acid as insoluble selenium.

50mL容のガラスバイアル瓶に、表8に示す人工排水(10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む)を30mL加え、上記(3)において調整した4C−C株とHT−1株とをいずれも0.77mg−wet weight/mLになるように添加した。尚、バイアル瓶には、エネルギー源として0.3mLのエタノールを加えた。窒素ガスを用いてバイアル瓶を嫌気状態とした後、30℃、120rpmで振とうして4日間培養実験を行った。実験条件は、以下に示す(a)〜(d)の4条件とした。培養開始後、経時的に試料を採取し、分析に供した。
(a)微生物添加なし(対照区)
(b)4C−C株のみを添加
(c)HT−1株のみを添加
(d)4C−C株とHT−1株の両方を添加
30 mL of artificial waste water (containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid) shown in Table 8 was added to a 50 mL glass vial, and the 4C-C strain and HT prepared in (3) above were added. -1 strain was added to 0.77 mg-wet weight / mL. In addition, 0.3 mL of ethanol was added to the vial as an energy source. After making the vial bottle anaerobic using nitrogen gas, it was shaken at 30 ° C. and 120 rpm and cultured for 4 days. The experimental conditions were the following four conditions (a) to (d). After the start of culture, samples were collected over time and used for analysis.
(A) No microorganisms added (control group)
(B) Add only 4C-C strain (c) Add only HT-1 strain (d) Add both 4C-C strain and HT-1 strain

セレン酸濃度の経時変化を図6に示し、亜セレン酸濃度の経時変化を図7に示し、総セレン濃度(セレン酸と亜セレン酸の総和)の経時変化を図8に示し、硫酸濃度の経時変化を図9に示す。尚、図6〜図9において、◇は(a)の条件における実験結果を示し、△は(b)の条件における実験結果を示し、■は(c)の条件における実験結果を示し、●は(d)の条件における実験結果を示す。   FIG. 6 shows the change over time in the selenate concentration, FIG. 7 shows the change over time in the selenite concentration, FIG. 8 shows the change over time in the total selenium concentration (total of selenate and selenite), The change with time is shown in FIG. 6 to 9, ◇ indicates the experimental result under the condition (a), Δ indicates the experimental result under the condition (b), ■ indicates the experimental result under the condition (c), and ● indicates the experimental result. The experimental result in the conditions of (d) is shown.

図6に示す実験結果から、4C−C株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、セレン酸濃度は時間と共に低下し、24時間以降は検出限界以下となることが確認された。これに対し、微生物添加なしの場合と、HT−1株を単独で用いた場合においては、セレン酸濃度が変化しないことが確認された。   From the experimental results shown in FIG. 6, when the 4C-C strain was used alone and when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the selenate concentration decreased with time and was detected after 24 hours. It was confirmed that it was below the limit. On the other hand, it was confirmed that the selenate concentration did not change when the microorganism was not added and when the HT-1 strain was used alone.

図7に示す実験結果から、微生物添加なしの場合と、HT−1株を単独で用いた場合においては、亜セレン酸は検出されないことが確認された。また、4C−C株とHT−1株とを併用した場合においても、亜セレン酸は検出されないことが確認された。これに対し、4C−C株を単独で用いた場合、亜セレン酸濃度は24時間後に8.6mg−Se/Lまで増大し、その後ほぼ一定の値を保つことが確認された。つまり、4C−C株がセレン酸を亜セレン酸に還元する能力を有していることが確認された。   From the experimental results shown in FIG. 7, it was confirmed that selenite was not detected when the microorganism was not added and when the HT-1 strain was used alone. Further, it was confirmed that selenite was not detected even when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination. On the other hand, when the 4C-C strain was used alone, it was confirmed that the selenite concentration increased to 8.6 mg-Se / L after 24 hours, and thereafter kept almost constant. That is, it was confirmed that the 4C-C strain has the ability to reduce selenate to selenite.

図8に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、24時間後には総セレン濃度は検出限界以下となった。また、この場合には、人工排水がピンク色に変化することが確認された。これに対し、微生物添加なしの場合と、HT−1株を単独で用いた場合においては、セレン酸濃度が変化しないことが確認されたことから、総セレン濃度の変化も殆どみられなかった。また、4C−C株を単独で用いた場合については、セレン酸を亜セレン酸に還元する能力に起因して、総セレン濃度が若干低下した後、一定値となることが確認された。   From the experimental results shown in FIG. 8, when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the total selenium concentration was below the detection limit after 24 hours. Further, in this case, it was confirmed that the artificial drainage changed to pink. On the other hand, since it was confirmed that the selenate concentration did not change when the microorganism was not added and when the HT-1 strain was used alone, there was almost no change in the total selenium concentration. Further, when the 4C-C strain was used alone, it was confirmed that the total selenium concentration became a constant value after a slight decrease due to the ability to reduce selenic acid to selenious acid.

図9に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、硫酸濃度は時間と共に低下し、96時間後には14.1mg/Lまで低下することが確認された。これに対し、4C−C株とHT−1株とを併用した場合以外では、硫酸濃度はほぼ一定であることが確認された。尚、HT−1株単独の場合について、硫酸還元活性が見られなかった理由は、人工排水中のセレン酸によって硫酸還元が阻害されたためと考えられた。   From the experimental results shown in FIG. 9, it was confirmed that when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the sulfuric acid concentration decreased with time and decreased to 14.1 mg / L after 96 hours. On the other hand, it was confirmed that the sulfuric acid concentration was almost constant except when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination. In addition, it was thought that the reason why the sulfate reduction activity was not observed in the case of HT-1 strain alone was that sulfate reduction was inhibited by selenate in the artificial waste water.

以上の結果から、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、4C−C株によるセレン酸還元の結果として生じた亜セレン酸が、HT−1株による硫酸還元の結果として生成した硫化水素と反応して不溶性セレンとなることにより、人工排水中の総セレン濃度を検出限界以下とできることが明らかとなった。   From the above results, when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, selenite produced as a result of selenate reduction by the 4C-C strain was generated as a result of sulfate reduction by the HT-1 strain. It was clarified that the total selenium concentration in artificial wastewater can be made below the detection limit by reacting with hydrogen sulfide which has been formed to become insoluble selenium.

また、4C−C株とHT−1株とを併用することで、人工排水中の総セレン濃度を検出限界以下とできることが明らかとなったことから、これらの菌株同士が、互いの生存を阻害することがないことも明らかとなった。さらには、硫酸が高濃度に存在する過酷な環境下においても、4C−C株が十分に機能することも明らかとなった。   Moreover, since it became clear that the total selenium concentration in artificial waste water can be made below the detection limit by using 4C-C strain and HT-1 strain together, these strains inhibit each other's survival. It became clear that there was nothing to do. Furthermore, it was also revealed that the 4C-C strain functions sufficiently even in a harsh environment where sulfuric acid is present at a high concentration.

次に、エタノールをエネルギー源として、硝酸態窒素や硫酸が高濃度に存在する環境下においても亜セレン酸を不溶性セレンに還元する微生物であるParacoccus denitrificans JCM-6892株(P−d株)をHT−1株の代わりに用いて、同様の実験を行い、4C−C株とHT−1株とを併用した場合の水溶性セレンの処理速度と、4C−C株とP−d株とを併用した場合の水溶性セレンの処理速度とを比較検討した。尚、P−d株の機能の詳細については、以下の文献において報告されている(電力中央研究所報告V06017 (2007)、Eng.Life Sci. 7:235-240 (2007))。   Next, Paracoccus denitrificans JCM-6892 strain (Pd strain), which is a microorganism that reduces selenite to insoluble selenium even in an environment where nitrate nitrogen and sulfuric acid are present in high concentrations using ethanol as an energy source, The same experiment was carried out in place of the -1 strain, and the treatment rate of water-soluble selenium when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, and the 4C-C strain and the Pd strain were used in combination. We compared the processing rate of water-soluble selenium with this method. The details of the function of the Pd strain are reported in the following documents (Electric Power Research Center Report V06017 (2007), Eng. Life Sci. 7: 235-240 (2007)).

ここで、水溶性セレンの処理速度を求めるにあたっては、人工排水中の水溶性セレンが検出限界以下に達するのに要した時間と人工排水中の初期水溶性セレン量から、接種した微生物量あたりの値として算出した。   Here, in determining the processing rate of water-soluble selenium, the time required for water-soluble selenium in artificial wastewater to reach below the detection limit and the amount of initial water-soluble selenium in artificial wastewater, Calculated as value.

その結果、4C−C株とP−d株とを併用した場合と比較して、4C−C株とHT−1株とを併用した場合では、水溶性セレンの処理速度は5.6倍となることが確認された。即ち、4C−C株とP−d株とを併用した場合と比較して、4C−C株とHT−1株とを併用した場合では、水溶性セレンの処理速度が向上することが確認された。   As a result, compared with the case where the 4C-C strain and the Pd strain were used in combination, when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the water-soluble selenium treatment rate was 5.6 times. It was confirmed that That is, it was confirmed that the treatment speed of water-soluble selenium is improved when the 4C-C strain and the HT-1 strain are used in combination, compared with the case where the 4C-C strain and the Pd strain are used together. It was.

また、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、セレン酸は24時間以内に検出限界以下となり、また、亜セレン酸の蓄積は見られなかった。このことから、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、亜セレン酸から不溶性セレンとなる過程は律速段階では無いことが明らかとなった。これに対し、4C−C株とP−d株とを併用した場合には、亜セレン酸の蓄積が見られ、亜セレン酸から不溶性セレンとなる過程が律速段階となっているものと考えられた。したがって、水溶性セレンの処理速度の違いは、亜セレン酸から不溶性セレンとなる過程が律速段階にあるか否かの違いから主に生じるものと考えられた。   In addition, when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, selenate fell below the detection limit within 24 hours, and no selenite accumulation was observed. From this, it was clarified that when 4C-C strain and HT-1 strain were used in combination, the process of converting selenious acid to insoluble selenium was not the rate-limiting step. On the other hand, when the 4C-C strain and the Pd strain were used in combination, selenite accumulation was observed, and the process from selenite to insoluble selenium is considered to be the rate-limiting step. It was. Therefore, it was considered that the difference in the processing rate of water-soluble selenium mainly arises from the difference in whether or not the process of converting selenious acid to insoluble selenium is in the rate-limiting step.

以上、4C−C株とHT−1株とを併用することで、エタノールをエネルギー源として亜セレン酸を経由してセレン酸を不溶性セレンとすることができることが明らかとなった。しかも、亜セレン酸から不溶性セレンが生成される過程が律速段階では無いことから、処理速度も十分に高いものとできることが明らかとなった。   As described above, it has been clarified that by using the 4C-C strain and the HT-1 strain in combination, selenate can be converted into insoluble selenium via ethanol and selenite as an energy source. Moreover, since the process of producing insoluble selenium from selenious acid is not the rate-determining step, it has been clarified that the treatment rate can be sufficiently high.

(7)HT−1株と4C−C株の併用によるセレン酸処理の検討2
上記(6)の実験で明らかとなったように、4C−C株とHT−1株とを併用することで、水溶性セレンを不溶性セレンとして処理することが可能であった。但し、上記(6)の実験では、4C−C株とHT−1株とを人工排水に懸濁させていたため、微生物と不溶性セレンは、人工排水中に混在している状態であった。実際の排水処理プロセスを考えた場合、排水中から不溶性セレンを効率的に除去する手法を確立することが望ましい。そこで、不溶性セレンの回収プロセスの簡易化について、4C−C株とHT−1株とを併用して担体に固定した状態でのセレン酸処理の検討を行った。
(7) Examination of selenate treatment by combined use of HT-1 strain and 4C-C strain 2
As is clear from the experiment of (6) above, it was possible to treat water-soluble selenium as insoluble selenium by using the 4C-C strain and the HT-1 strain together. However, in the experiment of (6) above, since the 4C-C strain and the HT-1 strain were suspended in the artificial wastewater, the microorganisms and insoluble selenium were in a state of being mixed in the artificial wastewater. When considering an actual wastewater treatment process, it is desirable to establish a method for efficiently removing insoluble selenium from wastewater. Then, about the simplification of the collection | recovery process of insoluble selenium, examination of the selenic acid process in the state fixed to the support | carrier by using together 4C-C strain and HT-1 strain was performed.

微生物の固定は以下のようにして行った。封筒型(長さ:40mm、幅:20mm)に加工したポリエチレンテレフタレート製の不織布(G2260−1S、東レ株式会社)に、上記(3)で調製した4C−C株及びHT−1株の双方を混合した高分子ゲルを0.7mm厚になるように塗布した。高分子ゲルには、微生物の懸濁液と光硬化性樹脂PVA−SbQ(SPP−H−13、東洋合成工業株式会社)を1:3の割合で混合したものを用いた。高分子ゲルを硬化させるため、メタルハライドランプ(MT−250DL、岩崎電気株式会社)を用いて、20分間の光照射(1,000μmol/m/s)を行った。光照射の際には、高分子ゲルを氷冷し、熱による微生物の不活性化を防いだ。高分子ゲルの塗布及び硬化は、封筒型に加工した不織布の片面ずつに実施した。 The microorganisms were fixed as follows. Both the 4C-C strain and the HT-1 strain prepared in (3) above were applied to a nonwoven fabric made of polyethylene terephthalate (G2260-1S, Toray Industries, Inc.) processed into an envelope shape (length: 40 mm, width: 20 mm). The mixed polymer gel was applied to a thickness of 0.7 mm. As the polymer gel, a mixture of a microbial suspension and a photocurable resin PVA-SbQ (SPP-H-13, Toyo Gosei Co., Ltd.) in a ratio of 1: 3 was used. In order to cure the polymer gel, light irradiation (1,000 μmol / m 2 / s) for 20 minutes was performed using a metal halide lamp (MT-250DL, Iwasaki Electric Co., Ltd.). During light irradiation, the polymer gel was ice-cooled to prevent inactivation of microorganisms by heat. The polymer gel was applied and cured on each side of the nonwoven fabric processed into an envelope shape.

封筒型の不織布は、内部に微生物のエネルギー源を充填できる空隙を持っている。厚さ0.05mmのポリエチレンフィルムを袋状に加工したものの内部に、エネルギー源として99.5%エタノールを0.3mL入れて密封し、このポリエチレン袋を封筒型の不織布内に封じ込めた。ポリエチレンフィルムの内部に密封されたエタノールは、徐々に放出されて封筒型の不織布にしみ出し、高分子ゲルに固定された微生物にエネルギー源として供給されるようにした(国際公開2006/135028、電力中央研究所報告V06023 (2007))。   An envelope-type non-woven fabric has a void that can be filled with an energy source of microorganisms. A polyethylene film having a thickness of 0.05 mm processed into a bag shape was sealed with 0.3 mL of 99.5% ethanol as an energy source, and the polyethylene bag was sealed in an envelope-type nonwoven fabric. Ethanol sealed inside the polyethylene film is gradually released and oozes out into an envelope-type non-woven fabric to be supplied as an energy source to microorganisms fixed to the polymer gel (International Publication 2006/135028, Electric Power). Central Research Institute Report V06023 (2007)).

50mL容のガラスバイアル瓶に、表8に示す人工排水(10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む)を30mL加え、上記の封筒型の不織布を投入した。上記(3)において調整した4C−C株及びHT−1株は、人工排水中濃度で換算して0.77mg−wet weight/mLになるように高分子ゲルに固定した。窒素ガスを用いてバイアル瓶を嫌気状態とした後、30℃、120rpmで振とうして5日間培養実験を行った。実験条件は、以下に示す(a)〜(d)の4条件とした。培養開始後、経時的に試料を採取し、分析に供した。
(a)高分子ゲルのみで微生物添加なし(対照区)
(b)4C−C株のみを固定
(c)HT−1株のみを固定
(d)4C−C株とHT−1株の両方を固定
30 mL of artificial waste water (containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid) shown in Table 8 was added to a 50 mL glass vial, and the above envelope-type nonwoven fabric was charged. The 4C-C strain and the HT-1 strain prepared in the above (3) were fixed to the polymer gel so as to be 0.77 mg-wet weight / mL in terms of the concentration in the artificial waste water. After making the vial bottle anaerobic using nitrogen gas, it was shaken at 30 ° C. and 120 rpm and cultured for 5 days. The experimental conditions were the following four conditions (a) to (d). After the start of culture, samples were collected over time and used for analysis.
(A) No addition of microorganism with polymer gel only (control group)
(B) Fix only 4C-C strain (c) Fix only HT-1 strain (d) Fix both 4C-C strain and HT-1 strain

セレン酸濃度の経時変化を図10に示し、亜セレン酸濃度の経時変化を図11に示し、総セレン濃度(セレン酸と亜セレン酸の総和)の経時変化を図12に示し、硫酸濃度の経時変化を図13に示す。尚、図10〜図13において、◇は(a)の条件における実験結果を示し、△は(b)の条件における実験結果を示し、■は(c)の条件における実験結果を示し、●は(d)の条件における実験結果を示す。   The time course of the selenic acid concentration is shown in FIG. 10, the time course of the selenite concentration is shown in FIG. 11, the time course of the total selenium concentration (the sum of selenate and selenite) is shown in FIG. The change with time is shown in FIG. 10 to 13, ◇ indicates the experimental result under the condition (a), Δ indicates the experimental result under the condition (b), ■ indicates the experimental result under the condition (c), and ● indicates the experimental result. The experimental result in the conditions of (d) is shown.

図10に示す実験結果から、4C−C株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、セレン酸濃度は時間と共に低下し、4C−C株を単独で用いた場合については44時間以降は検出限界以下となり、4C−C株とHT−1株とを併用した場合については20時間以降は検出限界以下となることが確認された。これに対し、微生物添加なしの場合と、HT−1株を単独で用いた場合においては、セレン酸濃度が変化しないことが確認された。   From the experimental results shown in FIG. 10, when the 4C-C strain was used alone and when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the selenate concentration decreased with time, and the 4C-C strain was When used alone, it was confirmed that it was below the detection limit after 44 hours, and when it was used together with the 4C-C strain and the HT-1 strain, it was below the detection limit after 20 hours. On the other hand, it was confirmed that the selenate concentration did not change when the microorganism was not added and when the HT-1 strain was used alone.

図11に示す実験結果から、微生物添加なしの場合と、HT−1株を単独で用いた場合においては、亜セレン酸は検出されないことが確認された。これに対し、4C−C株とHT−1株とを併用した場合と、4C−C株を単独で用いた場合においては、亜セレン酸が検出されることが確認された。4C−C株とHT−1株とを併用した場合については、20時間後には4.7mg−Se/Lまで増大したが、その後低下して44時間以降は検出限界以下となった。4C−C株を単独で用いた場合については、亜セレン酸濃度は44時間後まで増大して8.4mg−Se/Lとなり、その後はほぼ一定となることが確認された。つまり、高分子ゲルに固定された状態においても、4C−C株がセレン酸を亜セレン酸に還元する能力を発揮することが確認された。   From the experimental results shown in FIG. 11, it was confirmed that selenite was not detected when the microorganism was not added and when the HT-1 strain was used alone. In contrast, it was confirmed that selenite was detected when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination and when the 4C-C strain was used alone. In the case where the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the strain increased to 4.7 mg-Se / L after 20 hours, but then decreased and became below the detection limit after 44 hours. In the case where the 4C-C strain was used alone, it was confirmed that the selenite concentration increased up to 44 hours and became 8.4 mg-Se / L, and thereafter became almost constant. That is, it was confirmed that the 4C-C strain exhibited the ability to reduce selenate to selenite even in a state where it was fixed to the polymer gel.

図12に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、総セレン濃度は時間と共に徐々に低下して44時間後には検出限界以下となることが確認された。また、4C−C株とHT−1株とを併用した場合(4C−C株とHT−1株の両方を高分子ゲルに固定した場合)には、人工排水中に発生した全ての不溶性セレンが不織布及び不織布上に塗布した高分子ゲルに集積し、図14に示すように、実験開始時(A)に乳白色であった不織布が実験終了後(B)にピンク色に変化することが確認された。その際、人工排水中には沈殿は生じなかった。尚、図14において、符号13はバイアル瓶を示し、符号14は人工排水を示している。これに対し、4C−C株とHT−1株とを併用した場合以外では、高分子ゲルを塗布した不織布は、培養期間を通して乳白色のままであった。但し、4C−C株を単独で用いた場合については、セレン酸を亜セレン酸に還元する能力に起因して、総セレン濃度が若干低下した後、一定値となることが確認された。   From the experimental results shown in FIG. 12, it was confirmed that when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the total selenium concentration gradually decreased with time and became below the detection limit after 44 hours. In addition, when the 4C-C strain and the HT-1 strain are used in combination (when both the 4C-C strain and the HT-1 strain are fixed to the polymer gel), all insoluble selenium generated in the artificial drainage is used. As shown in FIG. 14, it is confirmed that the non-woven fabric that was milky white at the start of the experiment (A) turns pink after the end of the experiment (B). It was done. At that time, no precipitation occurred in the artificial waste water. In FIG. 14, reference numeral 13 indicates a vial, and reference numeral 14 indicates artificial drainage. On the other hand, except when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the nonwoven fabric coated with the polymer gel remained milky white throughout the culture period. However, when the 4C-C strain was used alone, it was confirmed that the total selenium concentration reached a certain value after the total selenium concentration slightly decreased due to the ability to reduce selenic acid to selenious acid.

図13に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、硫酸濃度は時間と共に低下し、116時間後には235.7mg/Lとなった。これに対し、4C−C株とHT−1株とを併用した場合以外では、硫酸濃度はほぼ一定であることが確認された。尚、HT−1株単独の場合について、硫酸還元活性が見られなかった理由は、人工排水中のセレン酸によって硫酸還元が阻害されたためと考えられた。   From the experimental results shown in FIG. 13, when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, the sulfuric acid concentration decreased with time and reached 235.7 mg / L after 116 hours. On the other hand, it was confirmed that the sulfuric acid concentration was almost constant except when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination. In addition, it was thought that the reason why the sulfate reduction activity was not observed in the case of HT-1 strain alone was that sulfate reduction was inhibited by selenate in the artificial waste water.

以上の結果から、4C−C株とHT−1株とを高分子ゲル等の担体に固定して併用した場合において、4C−C株によるセレン酸還元の結果として生じた亜セレン酸が、HT−1株による硫酸還元の結果として生成した硫化水素と反応して不溶性セレンとなることにより、人工排水中の総セレン濃度を検出限界以下とでき、しかも不溶性セレンを担体に付着させて回収できることが明らかとなった。   From the above results, when the 4C-C strain and the HT-1 strain were immobilized on a carrier such as a polymer gel and used together, selenite produced as a result of selenate reduction by the 4C-C strain was -1 by reacting with hydrogen sulfide produced as a result of sulfate reduction by the strain, it becomes insoluble selenium, the total selenium concentration in the artificial wastewater can be below the detection limit, and insoluble selenium can be recovered by adhering to the carrier It became clear.

また、4C−C株とHT−1株とを高分子ゲル等の担体に固定して併用することで、人工排水中の総セレン濃度を検出限界以下とできることが明らかとなったことから、これらの菌株同士が、高分子ゲル等の担体に固定した場合においても互いの生存を阻害することがないことも明らかとなった。さらには、硫酸が高濃度に存在する過酷な環境下においても、高分子ゲル等の担体に固定した4C−C株が十分に機能することも明らかとなった。   Moreover, since it became clear that the total selenium concentration in artificial waste water can be made below the detection limit by immobilizing the 4C-C strain and the HT-1 strain on a carrier such as a polymer gel and using them together, these It has also been clarified that the strains of these do not inhibit each other's survival even when immobilized on a carrier such as a polymer gel. Furthermore, it became clear that the 4C-C strain immobilized on a carrier such as a polymer gel functions sufficiently even in a harsh environment where sulfuric acid is present at a high concentration.

次に、エタノールをエネルギー源として、P−d株をHT−1株の代わりに用いて、同様の実験を行い、4C−C株とHT−1株とを併用した場合の水溶性セレンの処理速度と、4C−C株とP−d株とを併用した場合の水溶性セレンの処理速度とを比較検討した。   Next, the same experiment was performed using ethanol as an energy source and the Pd strain instead of the HT-1 strain, and treatment of water-soluble selenium when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination. The speed and the treatment speed of the water-soluble selenium when the 4C-C strain and the Pd strain were used in combination were compared.

尚、水溶性セレンの処理速度は、上記(6)と同様に算出した。上記(6)と(7)の実験において得られた水溶性セレンの処理速度の比較データを表9に示す。   The treatment rate of water-soluble selenium was calculated in the same manner as (6) above. Table 9 shows comparative data on the processing speed of water-soluble selenium obtained in the experiments (6) and (7).

微生物を固定した状態においても、4C−C株とP−d株とを併用した場合と比較して、4C−C株とHT−1株とを併用した場合では、水溶性セレンの処理速度は4.2倍となることが確認された。即ち、4C−C株とP−d株とを併用した場合と比較して、4C−C株とHT−1株とを併用した場合では、水溶性セレンの処理速度が向上することが明らかとなった。   Even when the microorganisms are fixed, the treatment rate of water-soluble selenium is higher when the 4C-C strain and the HT-1 strain are used together than when the 4C-C strain and the Pd strain are used together. It was confirmed to be 4.2 times. That is, it is clear that the treatment speed of water-soluble selenium is improved when the 4C-C strain and the HT-1 strain are used in combination, compared with the case where the 4C-C strain and the Pd strain are used together. became.

この結果は、上記(6)のように微生物を固定せず人工排水に懸濁した場合と同様の傾向であった。但し、微生物を固定した状態の方が懸濁した状態よりも水溶性セレンの処理速度及び硫酸の還元速度が小さかった。その理由は以下のように考えられた。即ち、微生物を固定した場合、水溶性セレンや硫酸が高分子ゲル内へ入り込まなければ微生物の反応は起こらないため、高分子ゲル内への水溶性セレンや硫酸の拡散が律速となっていることが考えられた。   This result was the same tendency as when the microorganisms were not fixed and suspended in artificial waste water as in (6) above. However, the treatment rate of water-soluble selenium and the reduction rate of sulfuric acid were lower in the state where the microorganisms were fixed than in the suspended state. The reason was considered as follows. In other words, when microorganisms are fixed, the reaction of microorganisms does not occur unless water-soluble selenium or sulfuric acid enters the polymer gel, so the diffusion of water-soluble selenium or sulfuric acid into the polymer gel is rate limiting. Was considered.

ここで、4C−C株とHT−1株とを併用して用いた場合、上記(6)のように懸濁状態とした場合とは異なり、高分子に固定した状態では培養初期に亜セレン酸の蓄積が見られることが確認された。即ち、亜セレン酸から不溶性セレンとなる過程が律速段階となっていた。微生物が懸濁している状態の場合では、攪拌を行っているため溶液中は完全混合状態となっているが、微生物が高分子に固定されている状態では、高分子ゲル内部では、物質移動は拡散のみによって行われる。そのため、4C−C株によってセレン酸から還元された亜セレン酸に関しては、拡散によって高分子ゲル内を移動する速度が律速になったと考えられた。   Here, when the 4C-C strain and the HT-1 strain are used in combination, unlike the case of the suspension state as described in (6) above, the selenium subselenium at the initial stage of the culture in the state fixed to the polymer. It was confirmed that acid accumulation was observed. That is, the process from selenious acid to insoluble selenium was the rate-limiting step. In the state where the microorganism is suspended, the solution is in a completely mixed state because stirring is performed, but in the state where the microorganism is fixed to the polymer, mass transfer is not performed inside the polymer gel. This is done only by diffusion. Therefore, with regard to selenious acid reduced from selenate by the 4C-C strain, it was considered that the rate of movement in the polymer gel by diffusion became rate-limiting.

以上の結果から、微生物を高分子ゲルに固定した状態においても、4C−C株とHT−1株とを併用することで、エタノールをエネルギー源として亜セレン酸を経由してセレン酸を不溶性セレンとすることができることが明らかとなった。しかも、微生物を懸濁した状態とは異なり、高分子ゲルに微生物を固定した場合には、不溶性セレンが全て不織布及び不織布上に塗布した高分子ゲルに集積し、人工排水中には沈殿が生じなかったことから、4C−C株とHT−1株とを高分子ゲルのような担体に固定して処理を行うことで、不溶性セレンの回収プロセスを簡易化できる可能性が示された。   From the above results, even in the state where the microorganism was fixed to the polymer gel, by using the 4C-C strain and the HT-1 strain in combination, selenate was insoluble selenium via selenious acid using ethanol as an energy source. It became clear that it can be. Moreover, unlike the state in which microorganisms are suspended, when microorganisms are immobilized on a polymer gel, all insoluble selenium accumulates on the nonwoven fabric and the polymer gel coated on the nonwoven fabric, and precipitation occurs in the artificial drainage. Therefore, it was shown that the process of recovering insoluble selenium can be simplified by fixing the 4C-C strain and the HT-1 strain on a carrier such as a polymer gel.

(8)人工排水に硝酸が存在する場合のセレン酸処理の検討1
石炭火力発電所などから発生する脱硫排水には、高濃度の硝酸態窒素が含まれている場合がある。そこで、排水中に高濃度の硝酸態窒素が含まれている場合にも、排水中のセレン酸を処理可能か検討した。
(8) Examination of selenate treatment when nitric acid is present in artificial wastewater 1
Desulfurization effluent generated from coal-fired power plants and the like may contain high concentrations of nitrate nitrogen. Therefore, whether or not selenic acid in the wastewater can be treated even when high concentration of nitrate nitrogen is contained in the wastewater was examined.

まず、人工排水の硝酸濃度を100mg−N/Lとした以外は上記(6)と同様の条件で実験を行った。微生物の添加条件についても、上記(6)と同様、以下の通りとした。
(a)微生物添加なし(対照区)
(b)4C−C株のみを添加
(c)HT−1株のみを添加
(d)4C−C株とHT−1株の両方を添加
First, an experiment was performed under the same conditions as in the above (6) except that the concentration of nitric acid in the artificial waste water was 100 mg-N / L. The addition conditions of the microorganisms were as follows, as in (6) above.
(A) No addition of microorganisms (control group)
(B) Add only 4C-C strain (c) Add only HT-1 strain (d) Add both 4C-C strain and HT-1 strain

セレン酸濃度の経時変化を図15に示し、亜セレン酸濃度の経時変化を図16に示し、総セレン濃度(セレン酸と亜セレン酸の総和)の経時変化を図17に示し、硫酸濃度の経時変化を図18に示し、硝酸濃度の経時変化を図19に示し、亜硝酸濃度を図20に示し、総窒素濃度(硝酸と亜硝酸の総和)を図21に示す。尚、図15〜図21において、□は(a)の条件における実験結果を示し、◇は(b)の条件における実験結果を示し、○は(c)の条件における実験結果を示し、△は(d)の条件における実験結果を示す。   FIG. 15 shows the change over time in the selenate concentration, FIG. 16 shows the change over time in the selenite concentration, FIG. 17 shows the change over time in the total selenium concentration (the sum of selenate and selenite), FIG. 18 shows the change over time, FIG. 19 shows the change over time in the nitric acid concentration, FIG. 20 shows the nitrous acid concentration, and FIG. 21 shows the total nitrogen concentration (sum of nitric acid and nitrous acid). 15 to 21, □ indicates the experimental result under the condition (a), ◇ indicates the experimental result under the condition (b), ○ indicates the experimental result under the condition (c), and Δ indicates The experimental result in the conditions of (d) is shown.

図15に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用することで培養から21時間以降はセレン酸を検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。また、4C−C株のみを用いた場合にも、21時間以降はセレン酸を検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。しかしながら、図16に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用した場合においても、亜セレン酸を検出限界以下まで低減するためには、培養から332時間必要であることが明らかとなった。また、図17に示す実験結果から、セレン酸と亜セレン酸の双方を検出限界以下まで低減するためには、培養から332時間必要であることが明らかとなった。   From the experimental results shown in FIG. 15, it was revealed that selenic acid can be reduced to below the detection limit after 21 hours from the culture by using the 4C-C strain and the HT-1 strain together. In addition, even when only the 4C-C strain was used, it became clear that selenate could be reduced to below the detection limit after 21 hours. However, from the experimental results shown in FIG. 16, even when the 4C-C strain and the HT-1 strain are used in combination, 332 hours may be required from the culture in order to reduce selenite to below the detection limit. It became clear. Also, from the experimental results shown in FIG. 17, it has been clarified that it takes 332 hours from the culture to reduce both selenate and selenite to below the detection limit.

ここで、上記(6)で行った実験のように、人工排水に硝酸が含まれていない場合には、培養から24時間以内に水溶性セレンの双方を検出限界以下まで低減することができた。このことから、人工排水に硝酸が含まれている場合には、水溶性セレンの不溶化処理が阻害されることが明らかとなった。但し、処理速度が遅くはなるものの、4C−C株とHT−1株とを併用することで、水溶性セレンを検出限界以下まで低減することは可能であることが明らかとなった。   Here, as in the experiment conducted in the above (6), when nitric acid was not contained in the artificial drainage, both water-soluble selenium could be reduced to below the detection limit within 24 hours from the culture. . From this, it became clear that insoluble treatment of water-soluble selenium is hindered when nitric acid is contained in the artificial waste water. However, although the processing speed was slow, it became clear that the water-soluble selenium could be reduced below the detection limit by using the 4C-C strain and the HT-1 strain together.

また、図19〜図21に示す実験結果から、4C−C株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、硝酸と亜硝酸が69時間以内に検出限界以下まで低下して窒素に還元されることが明らかとなった。このことから、4C−C株が硝酸及び亜硝酸還元能を有していることが確認された。   Further, from the experimental results shown in FIGS. 19 to 21, when the 4C-C strain was used alone and when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, nitric acid and nitrous acid were within 69 hours. It became clear that it fell below the detection limit and reduced to nitrogen. From this, it was confirmed that the 4C-C strain has nitric acid and nitrite reducing ability.

次に、上記と同様の実験条件で、P−d株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とP−d株とを併用した場合について追加実験を行った。   Next, additional experiments were conducted under the same experimental conditions as described above for the case where the Pd strain was used alone and for the case where the 4C-C strain, the HT-1 strain and the Pd strain were used in combination.

セレン酸濃度の経時変化を図22に示し、亜セレン酸濃度の経時変化を図23に示し、総セレン濃度(セレン酸と亜セレン酸の総和)の経時変化を図24に示し、硫酸濃度の経時変化を図25に示し、硝酸濃度の経時変化を図26に示し、亜硝酸濃度を図27に示し、総窒素濃度(硝酸と亜硝酸の総和)を図28に示す。尚、図22〜図28に示す結果を得るための実験条件は以下の(a)〜(e)であり、□は(a)の条件における実験結果を示し、◇は(b)の条件における実験結果を示し、○は(c)の条件における実験結果を示し、×は(d)の条件における実験結果を示し、△は(e)の条件における実験結果を示す。
(a)微生物添加なし(対照区)
(b)4C−C株のみを添加
(c)P−d株のみを添加
(d)HT−1株のみを添加
(e)4C−C株とHT−1株とP−d株とを添加
FIG. 22 shows the change over time in the selenate concentration, FIG. 23 shows the change over time in the selenite concentration, FIG. 24 shows the change over time in the total selenium concentration (total of selenate and selenite), FIG. 25 shows the change over time, FIG. 26 shows the change over time in the nitric acid concentration, FIG. 27 shows the nitrous acid concentration, and FIG. 28 shows the total nitrogen concentration (sum of nitric acid and nitrous acid). The experimental conditions for obtaining the results shown in FIGS. 22 to 28 are the following (a) to (e), □ indicates the experimental results under the conditions (a), and ◇ indicates the conditions under the conditions (b). The experimental results are shown, ◯ shows the experimental results under the condition (c), x shows the experimental results under the condition (d), and Δ shows the experimental results under the condition (e).
(A) No microorganisms added (control group)
(B) Add only 4C-C strain (c) Add only Pd strain (d) Add only HT-1 strain (e) Add 4C-C strain, HT-1 strain and Pd strain

図22に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株に加えてP−d株を併用することで、培養から24時間以降はセレン酸を検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。しかも、図23に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株に加えてP−d株を併用することで、亜セレン酸が検出されず、図24に示す実験結果から、セレン酸と亜セレン酸の双方を24時間以内に検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。   From the experimental results shown in FIG. 22, it was clarified that selenic acid can be reduced to below the detection limit after 24 hours from the culture by using the Pd strain in addition to the 4C-C strain and the HT-1 strain. . In addition, from the experimental results shown in FIG. 23, selenite was not detected by using the Pd strain in combination with the 4C-C strain and the HT-1 strain, and from the experimental results shown in FIG. It was found that both selenite and selenious acid can be reduced to below the detection limit within 24 hours.

また、図26〜図28に示す実験結果から、P−d株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とP−d株とを併用した場合において、硝酸と亜硝酸が24時間以内に検出限界以下まで低下して窒素に還元されることが明らかとなった。   Further, from the experimental results shown in FIGS. 26 to 28, nitric acid and nitrous acid were used when the Pd strain was used alone and when the 4C-C strain, the HT-1 strain and the Pd strain were used in combination. Was reduced to below the detection limit within 24 hours and reduced to nitrogen.

以上の結果から、4C−C株とHT−1株に加えてP−d株を併用することで、排水中に硝酸が高濃度に存在している環境下においても、排水中に硝酸が存在していない場合と同等の処理速度で水溶性セレンを不溶化処理できることが明らかとなった。   From the above results, by using the Pd strain in addition to the 4C-C strain and the HT-1 strain, nitric acid is present in the wastewater even in an environment where nitric acid is present at a high concentration in the wastewater. It was revealed that water-soluble selenium can be insolubilized at a treatment rate equivalent to that of the case where it is not.

(9)人工排水に硝酸が存在する場合のセレン酸処理の検討2
上記(8)の実験で明らかとなったように、4C−C株とHT−1株とP−d株とを併用することで、排水中に硝酸が高濃度に存在している環境下においても、水溶性セレンを不溶性セレンとして効率よく処理することが可能であった。但し、上記(8)の実験では、4C−C株とHT−1株とP−d株とを人工排水に懸濁させていたため、微生物と不溶性セレンは、人工排水中に混在している状態であった。そこで、不溶性セレンの回収プロセスの簡易化について、4C−C株とHT−1株とP−d株とを併用して担体に固定した状態で、排水中に硝酸が高濃度に存在している環境下においても、セレン酸処理が可能か否かについて検討を行った。
(9) Study of selenate treatment when nitric acid is present in artificial wastewater 2
As clarified in the experiment of (8) above, by using the 4C-C strain, the HT-1 strain, and the Pd strain in combination, in an environment where nitric acid is present at a high concentration in the wastewater. In addition, it was possible to efficiently treat water-soluble selenium as insoluble selenium. However, since the 4C-C strain, the HT-1 strain, and the Pd strain were suspended in the artificial drainage in the experiment of (8) above, the microorganisms and the insoluble selenium were mixed in the artificial drainage. Met. Therefore, in order to simplify the process for recovering insoluble selenium, nitric acid is present in high concentration in the wastewater in a state where the 4C-C strain, the HT-1 strain, and the P-d strain are combined and fixed to the carrier. Whether or not selenic acid treatment was possible was also examined in the environment.

まず、人工排水の硝酸濃度を100mg−N/Lとした以外は上記(7)と同様の条件で実験を行った。微生物の添加条件についても、上記(7)と同様、以下の通りとした。
(a)高分子ゲルのみで微生物添加なし(対照区)
(b)4C−C株のみを固定
(c)HT−1株のみを固定
(d)4C−C株とHT−1株の両方を固定
First, an experiment was performed under the same conditions as in the above (7) except that the concentration of nitric acid in the artificial waste water was 100 mg-N / L. The addition conditions of the microorganisms were as follows as in (7) above.
(A) No addition of microorganism with polymer gel only (control group)
(B) Fix only 4C-C strain (c) Fix only HT-1 strain (d) Fix both 4C-C strain and HT-1 strain

セレン酸濃度の経時変化を図29に示し、亜セレン酸濃度の経時変化を図30に示し、総セレン濃度(セレン酸と亜セレン酸の総和)の経時変化を図31に示し、硫酸濃度の経時変化を図32に示し、硝酸濃度の経時変化を図33に示し、亜硝酸濃度を図34に示し、総窒素濃度(硝酸と亜硝酸の総和)を図35に示す。尚、図29〜図35において、□は(a)の条件における実験結果を示し、◇は(b)の条件における実験結果を示し、○は(c)の条件における実験結果を示し、△は(d)の条件における実験結果を示す。   FIG. 29 shows the change over time in the selenate concentration, FIG. 30 shows the change over time in the selenite concentration, FIG. 31 shows the change over time in the total selenium concentration (the sum of selenate and selenite), FIG. 32 shows the change with time, FIG. 33 shows the change with time of the nitric acid concentration, FIG. 34 shows the nitrous acid concentration, and FIG. 35 shows the total nitrogen concentration (sum of nitric acid and nitrous acid). 29 to 35, □ indicates the experimental result under the condition (a), ◇ indicates the experimental result under the condition (b), ○ indicates the experimental result under the condition (c), and Δ indicates The experimental result in the conditions of (d) is shown.

図29に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用することで培養から20時間以降はセレン酸を検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。また、4C−C株のみを用いた場合にも、20時間以降はセレン酸を検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。しかしながら、図30に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株とを併用した場合においても、亜セレン酸を検出限界以下まで低減するためには、培養から332時間必要であることが明らかとなった。また、図31に示す実験結果から、セレン酸と亜セレン酸の双方を検出限界以下まで低減するためには、培養から332時間必要であることが明らかとなった。   From the experimental results shown in FIG. 29, it was revealed that selenate can be reduced to the detection limit or less after 20 hours from the culture by using the 4C-C strain and the HT-1 strain together. In addition, even when only the 4C-C strain was used, it became clear that selenic acid could be reduced below the detection limit after 20 hours. However, from the experimental results shown in FIG. 30, even when the 4C-C strain and the HT-1 strain are used in combination, 332 hours may be required from the culture in order to reduce selenite to below the detection limit. It became clear. In addition, from the experimental results shown in FIG. 31, it has become clear that 332 hours are required from the culture in order to reduce both selenate and selenite to below the detection limit.

ここで、上記(7)で行った実験のように、人工排水に硝酸が含まれていない場合には、培養から44時間以内に水溶性セレンの双方を検出限界以下まで低減することができた。このことから、人工排水に硝酸が含まれている場合には、水溶性セレンの不溶化処理が阻害されることが明らかとなった。但し、処理速度が遅くはなるものの、4C−C株とHT−1株とを併用することで、水溶性セレンを検出限界以下まで低減することは可能であることが明らかとなった。   Here, as in the experiment conducted in the above (7), when nitric acid was not contained in the artificial drainage, both water-soluble selenium could be reduced to below the detection limit within 44 hours from the culture. . From this, it became clear that insoluble treatment of water-soluble selenium is hindered when nitric acid is contained in the artificial waste water. However, although the processing speed was slow, it became clear that the water-soluble selenium could be reduced below the detection limit by using the 4C-C strain and the HT-1 strain together.

また、図33〜図35に示す実験結果から、4C−C株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とを併用した場合において、硝酸と亜硝酸が116時間以内に検出限界以下まで低下して窒素に還元されることが明らかとなった。このことから、4C−C株が高分子ゲル等の担体に固定された状態においても、硝酸及び亜硝酸還元能を発揮することが確認された。   In addition, from the experimental results shown in FIGS. 33 to 35, when the 4C-C strain was used alone and when the 4C-C strain and the HT-1 strain were used in combination, nitric acid and nitrous acid were within 116 hours. It became clear that it fell below the detection limit and reduced to nitrogen. From this, it was confirmed that the 4C-C strain exhibited the ability to reduce nitric acid and nitrite even in a state where the 4C-C strain was fixed to a carrier such as a polymer gel.

次に、上記と同様の実験条件で、P−d株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とP−d株とを併用した場合について追加実験を行った。   Next, additional experiments were conducted under the same experimental conditions as described above for the case where the Pd strain was used alone and for the case where the 4C-C strain, the HT-1 strain and the Pd strain were used in combination.

セレン酸濃度の経時変化を図36に示し、亜セレン酸濃度の経時変化を図37に示し、総セレン濃度(セレン酸と亜セレン酸の総和)の経時変化を図38に示し、硫酸濃度の経時変化を図39に示し、硝酸濃度の経時変化を図40に示し、亜硝酸濃度を図41に示し、総窒素濃度(硝酸と亜硝酸の総和)を図42に示す。尚、図36〜図42に示す結果を得るための実験条件は以下の(a)〜(e)であり、□は(a)の条件における実験結果を示し、◇は(b)の条件における実験結果を示し、○は(c)の条件における実験結果を示し、×は(d)の条件における実験結果を示し、△は(e)の条件における実験結果を示す。
(a)高分子ゲルのみで微生物添加なし(対照区)
(b)4C−C株のみを固定
(c)P−d株のみを固定
(d)HT−1株のみを固定
(e)4C−C株とHT−1株とP−d株とを固定
The time course of the selenate concentration is shown in FIG. 36, the time course of the selenite concentration is shown in FIG. 37, the time course of the total selenium concentration (the sum of selenate and selenite) is shown in FIG. FIG. 39 shows the change with time, FIG. 40 shows the change with time of the nitric acid concentration, FIG. 41 shows the nitrous acid concentration, and FIG. 42 shows the total nitrogen concentration (sum of nitric acid and nitrous acid). The experimental conditions for obtaining the results shown in FIGS. 36 to 42 are the following (a) to (e), □ indicates the experimental results under the conditions (a), and ◇ indicates the conditions under the conditions (b). The experimental results are shown, ◯ shows the experimental results under the condition (c), x shows the experimental results under the condition (d), and Δ shows the experimental results under the condition (e).
(A) No addition of microorganism with polymer gel only (control group)
(B) Fix 4C-C strain only (c) Fix Pd strain only (d) Fix HT-1 strain only (e) Fix 4C-C strain, HT-1 strain and Pd strain

図36に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株に加えてP−d株を併用することで、培養から20時間以降はセレン酸を検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。しかも、図37に示す実験結果から、4C−C株とHT−1株に加えてP−d株を併用することで、亜セレン酸濃度は培養から116時間以降は検出限界以下となり、図38に示す実験結果から、セレン酸と亜セレン酸の双方を116時間以内に検出限界以下まで低減できることが明らかとなった。   From the experimental results shown in FIG. 36, it was revealed that by using the Pd strain in combination with the 4C-C strain and the HT-1 strain, selenic acid can be reduced below the detection limit after 20 hours from the culture. . Moreover, from the experimental results shown in FIG. 37, by using the Pd strain in addition to the 4C-C strain and the HT-1 strain, the selenite concentration becomes below the detection limit after 116 hours from the culture. From the experimental results shown in (2), it was revealed that both selenic acid and selenious acid can be reduced to below the detection limit within 116 hours.

また、図40〜図42に示す実験結果から、P−d株を単独で用いた場合と、4C−C株とHT−1株とP−d株とを併用した場合において、硝酸と亜硝酸が20時間以内に検出限界以下まで低下して窒素に還元されることが明らかとなった。   Further, from the experimental results shown in FIGS. 40 to 42, nitric acid and nitrous acid were used when the Pd strain was used alone and when the 4C-C strain, the HT-1 strain, and the Pd strain were used in combination. Was reduced to below the detection limit within 20 hours and reduced to nitrogen.

ここで、4C−C株とHT−1株とを固定した場合と、4C−C株とHT−1株とP−d株とを固定した場合とを比較するため、図43に4C−C株とHT−1株とを固定した場合のセレン濃度の経時変化を纏めた図を示し、図44に4C−C株とHT−1株とP−d株とを固定した場合のセレン濃度の経時変化を纏めた図を示す。また、図45に4C−C株とHT−1株とを固定した場合の窒素濃度の経時変化を纏めた図を示し、図46に4C−C株とHT−1株とP−d株とを固定した場合の窒素濃度の経時変化を纏めた図を示す。尚、図43と図44の□はセレン酸濃度を示し、◇は亜セレン酸濃度を示し、○は総セレン濃度を示す。また、図45と図46の□は硝酸濃度を示し、◇は亜硝酸濃度を示し、○は総窒素濃度を示す。   Here, in order to compare the case where the 4C-C strain and the HT-1 strain are fixed with the case where the 4C-C strain, the HT-1 strain and the Pd strain are fixed, FIG. The figure which summarized the time-dependent change of the selenium density | concentration at the time of fixing a strain | stump | stock and HT-1 stock | strain is shown in FIG. The figure which summarized the time-dependent change is shown. FIG. 45 shows a graph summarizing changes over time in nitrogen concentration when the 4C-C strain and the HT-1 strain are fixed, and FIG. 46 shows the 4C-C strain, the HT-1 strain, and the Pd strain. The figure which summarized the time-dependent change of the nitrogen concentration at the time of fixing is shown. 43 and 44, □ indicates the selenate concentration, ◇ indicates the selenite concentration, and ◯ indicates the total selenium concentration. 45 and 46, □ indicates the nitric acid concentration, 濃度 indicates the nitrous acid concentration, and ◯ indicates the total nitrogen concentration.

図43〜図46に示されるように、高濃度の硝酸が存在する環境下において、P−d株を併用することによって、総セレン濃度及び総窒素濃度の双方をより速く低減できることが明らかとなった。   As shown in FIGS. 43 to 46, it is clear that both the total selenium concentration and the total nitrogen concentration can be reduced more quickly by using the Pd strain together in an environment where a high concentration of nitric acid is present. It was.

以上の結果から、微生物を高分子ゲルに固定した状態においても、4C−C株とHT−1株に加えてP−d株を併用することで、排水中に硝酸が高濃度に存在している環境下においても、効率良く水溶性セレンを不溶化処理できることが明らかとなった。しかも、微生物を懸濁した状態とは異なり、高分子ゲルに微生物を固定した場合には、不溶性セレンが全て不織布及び不織布上に塗布した高分子ゲルに集積し、人工排水中には沈殿が生じなかったことから、4C−C株及びHT−1株に加えて、P−d株を併用して高分子ゲルのような担体に固定して処理を行うことで、排水中に硝酸が高濃度に存在している環境下においても、不溶性セレンの回収プロセスを簡易化できる可能性が示された。   From the above results, even in the state where the microorganisms were fixed to the polymer gel, nitric acid was present in the wastewater at a high concentration by using the Pd strain in addition to the 4C-C strain and the HT-1 strain. It was revealed that water-soluble selenium can be insolubilized efficiently even in an environment. Moreover, unlike the state in which microorganisms are suspended, when microorganisms are immobilized on a polymer gel, all insoluble selenium accumulates on the nonwoven fabric and the polymer gel coated on the nonwoven fabric, and precipitation occurs in the artificial drainage. Therefore, in addition to the 4C-C strain and the HT-1 strain, the Pd strain was used in combination and fixed to a carrier such as a polymer gel, so that the nitric acid was highly concentrated in the wastewater. The possibility that the recovery process of insoluble selenium can be simplified even in the existing environment is shown.

本発明のバイオリアクターの実施の一形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of the bioreactor of this invention. 硫化水素に対するセレン酸の化学的反応性を検討した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having investigated the chemical reactivity of the selenic acid with respect to hydrogen sulfide. 硫化水素に対する亜セレン酸の化学的反応性を検討した結果を示す図である。It is a figure which shows the result of having examined the chemical reactivity of selenious acid with respect to hydrogen sulfide. 各種人工排水試料にHT−1株とエタノールを添加した場合の硫酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of a sulfuric acid concentration at the time of adding HT-1 stock | strain and ethanol to various artificial wastewater samples. 各種人工排水試料にHT−1株とエタノールを添加した場合の亜セレン酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of selenite concentration at the time of adding HT-1 stock | strain and ethanol to various artificial wastewater samples. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を培養した際のセレン酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the selenic acid density | concentration at the time of culturing a microorganism by using ethanol as an energy source with the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を培養した際の亜セレン酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the selenious acid density | concentration at the time of culture | cultivating microorganisms by making the energy source ethanol into the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を培養した際の総セレン濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the total selenium density | concentration at the time of culture | cultivating microorganisms by making the energy source ethanol into the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を培養した際の硫酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of a sulfuric acid concentration at the time of culturing a microorganism by using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を高分子ゲルに固定して培養した際のセレン酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the selenic acid density | concentration at the time of culture | cultivating the microorganisms fixed to the polymer gel by using ethanol as an energy source with the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を高分子ゲルに固定して培養した際の亜セレン酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the selenite concentration at the time of culture | cultivating the microorganisms fixed to the polymer gel by using as an energy source ethanol with the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenate and 500 mg / L sulfuric acid. . 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を高分子ゲルに固定して培養した際の総セレン濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the total selenium density | concentration at the time of culture | cultivating the microorganisms fixed to the polymer gel by making the energy source ethanol into the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を高分子ゲルに固定して培養した際の硫酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the sulfuric acid concentration at the time of culture | cultivating the microorganisms fixed to the polymer gel by using ethanol as an energy source with the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenic acid and 500 mg / L sulfuric acid. 4C−C株とHT−1株の両方を固定した高分子ゲルを人工排水に浸漬処理した前後の状態変化を示す図である。It is a figure which shows the state change before and behind immersing the polymer gel which fixed both 4C-C stock | strain and HT-1 stock | strain in the artificial waste water. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を培養した際のセレン酸濃度の経時変化を示す図である。When cultivating microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain) using ethanol as an energy source in artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of a selenic acid density | concentration. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を培養した際の亜セレン酸濃度の経時変化を示す図である。When cultivating microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain) using ethanol as an energy source in artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows the time-dependent change of selenite concentration. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を培養した際の総セレン濃度の経時変化を示す図である。When cultivating microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain) using ethanol as an energy source in artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of a total selenium density | concentration. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を培養した際の硫酸濃度の経時変化を示す図である。When cultivating microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain) using ethanol as an energy source in artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of a sulfuric acid concentration. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を培養した際の硝酸濃度の経時変化を示す図である。When cultivating microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain) using ethanol as an energy source in artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows the time-dependent change of nitric acid concentration. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物を培養した際の亜硝酸濃度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows a time-dependent change of the nitrous acid density | concentration at the time of culturing a microorganism by using ethanol as an energy source with the artificial waste water containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid. . 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を培養した際の総窒素濃度の経時変化を示す図である。When cultivating microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain) using ethanol as an energy source in artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows the time-dependent change of total nitrogen concentration. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を培養した際のセレン酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the selenate density | concentration at the time of culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を培養した際の亜セレン酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the selenite concentration at the time of culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を培養した際の総セレン濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the total selenium density | concentration at the time of culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を培養した際の硫酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the sulfuric acid concentration at the time of culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を培養した際の硝酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows the time-dependent change of the nitric acid concentration at the time of culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を培養した際の亜硝酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the nitrite density | concentration at the time of culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を培養した際の総窒素濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the total nitrogen concentration at the time of culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を高分子ゲルに固定して培養した際のセレン酸濃度の経時変化を示す図である。An artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, using ethanol as an energy source and a microorganism (4C-C strain, HT-1 strain) as a polymer gel It is a figure which shows the time-dependent change of the selenate density | concentration at the time of fixing and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を高分子ゲルに固定して培養した際の亜セレン酸濃度の経時変化を示す図である。An artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, using ethanol as an energy source and a microorganism (4C-C strain, HT-1 strain) as a polymer gel It is a figure which shows a time-dependent change of the selenite concentration at the time of culture | cultivating by fixing. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を高分子ゲルに固定して培養した際の総セレン濃度の経時変化を示す図である。An artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, using ethanol as an energy source and a microorganism (4C-C strain, HT-1 strain) as a polymer gel It is a figure which shows a time-dependent change of the total selenium density | concentration at the time of fixing and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を高分子ゲルに固定して培養した際の硫酸濃度の経時変化を示す図である。An artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, using ethanol as an energy source and a microorganism (4C-C strain, HT-1 strain) as a polymer gel It is a figure which shows a time-dependent change of the sulfuric acid concentration at the time of fixing and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を高分子ゲルに固定して培養した際の硝酸濃度の経時変化を示す図である。An artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, using ethanol as an energy source and a microorganism (4C-C strain, HT-1 strain) as a polymer gel It is a figure which shows the time-dependent change of nitric acid concentration at the time of fixing and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を高分子ゲルに固定して培養した際の亜硝酸濃度の経時変化を示す図である。An artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, using ethanol as an energy source and a microorganism (4C-C strain, HT-1 strain) as a polymer gel It is a figure which shows a time-dependent change of the nitrite density | concentration at the time of culture | cultivating by fixing. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株)を高分子ゲルに固定して培養した際の総窒素濃度の経時変化を示す図である。An artificial wastewater containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, using ethanol as an energy source and a microorganism (4C-C strain, HT-1 strain) as a polymer gel It is a figure which shows a time-dependent change of the total nitrogen concentration at the time of fixing and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を高分子ゲルに固定して培養した際のセレン酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the selenate concentration at the time of fixing to a polymer gel and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を高分子ゲルに固定して培養した際の亜セレン酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows the time-dependent change of the selenite concentration at the time of fixing to a polymer gel and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を高分子ゲルに固定して培養した際の総セレン濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the total selenium density | concentration at the time of fixing to a polymer gel and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を高分子ゲルに固定して培養した際の硫酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the sulfuric acid concentration at the time of culture | cultivating by fixing to a polymer gel. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を高分子ゲルに固定して培養した際の硝酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of nitric acid concentration at the time of culture | cultivating by fixing to a polymer gel. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を高分子ゲルに固定して培養した際の亜硝酸濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the nitrous acid density | concentration at the time of fixing to a polymer gel and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとして微生物(4C−C株、HT−1株、P−d株)を高分子ゲルに固定して培養した際の総窒素濃度の経時変化を示す図である。Microorganisms (4C-C strain, HT-1 strain, Pd strain) using ethanol as an energy source with artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid It is a figure which shows a time-dependent change of the total nitrogen concentration at the time of fixing to a polymer gel and culture | cultivating. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとし、4C−C株とHT−1株とを高分子ゲルに固定した場合のセレン濃度の経時変化を纏めた図である。Artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid with ethanol as the energy source, and 4C-C and HT-1 strains fixed to polymer gel It is the figure which summarized the time-dependent change of the selenium density | concentration at the time of doing. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとし、4C−C株とHT−1株とP−d株とを高分子ゲルに固定した場合のセレン濃度の経時変化を纏めた図である。An artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, the energy source is ethanol, and 4C-C strain, HT-1 strain and Pd strain are It is the figure which summarized the time-dependent change of the selenium density | concentration at the time of fixing to a polymer gel. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとし、4C−C株とHT−1株とを高分子ゲルに固定した場合の窒素濃度の経時変化を纏めた図である。Artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenate, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid with ethanol as the energy source, and 4C-C and HT-1 strains fixed to polymer gel It is the figure which summarized the time-dependent change of the nitrogen concentration at the time of doing. 10mg−Se/Lのセレン酸と500mg/Lの硫酸と100mg−N/Lの硝酸とを含む人工排水でエネルギー源をエタノールとし、4C−C株とHT−1株とP−d株とを高分子ゲルに固定した場合の窒素濃度の経時変化を纏めた図である。An artificial drainage containing 10 mg-Se / L selenic acid, 500 mg / L sulfuric acid, and 100 mg-N / L nitric acid, the energy source is ethanol, and 4C-C strain, HT-1 strain and Pd strain are It is the figure which summarized the time-dependent change of nitrogen concentration at the time of fixing to a polymer gel.

符号の説明Explanation of symbols

1 バイオリアクター
2 担体
12 低級アルコール
1 Bioreactor 2 Carrier 12 Lower alcohol

Claims (12)

デスルフォビブリオ(Desulfovibrio)属に属し、低級アルコールをエネルギー源として硫酸及び亜セレン酸を嫌気環境下で還元する能力を有する、受託番号FERM P−21577で受託されている硫酸還元微生物。   A sulfate-reducing microorganism that has been accepted under the accession number FERM P-21577, belonging to the genus Desulfovibrio and having the ability to reduce sulfuric acid and selenous acid in an anaerobic environment using lower alcohol as an energy source. 請求項1記載の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性重金属と接触させて、前記水溶性重金属を不溶性重金属とする工程を含むことを特徴とする水溶性重金属の不溶化処理方法。   The method includes bringing hydrogen sulfide produced by supplying a lower alcohol and sulfuric acid to an sulfate-reducing microorganism according to claim 1 in an anaerobic environment with a water-soluble heavy metal to make the water-soluble heavy metal an insoluble heavy metal. A water-soluble heavy metal insolubilization method characterized by the above. 請求項1記載の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を水溶性重金属含有排水と接触させて、前記水溶性重金属を不溶性重金属とする工程を含むことを特徴とする排水処理方法。   A step of bringing the water-soluble heavy metal into an insoluble heavy metal by bringing hydrogen sulfide generated by supplying lower alcohol and sulfuric acid to the sulfate-reducing microorganism according to claim 1 in an anaerobic environment with water-soluble heavy metal-containing wastewater. A wastewater treatment method characterized by that. 請求項1記載の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を亜セレン酸含有排水と接触させて、前記亜セレン酸を不溶性セレンとする工程を含むことを特徴とする排水処理方法。   A step of bringing hydrogen sulfide produced by supplying a lower alcohol and sulfuric acid to an sulfate-reducing microorganism according to claim 1 in an anaerobic environment with wastewater containing selenite to convert the selenite into insoluble selenium. A wastewater treatment method characterized by that. 受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコールを供給すると共に水溶性セレン含有排水を接触させて、前記水溶性セレン含有排水に含まれるセレン酸から亜セレン酸を生成させる工程と、請求項1記載の硫酸還元微生物に嫌気環境下で低級アルコール及び硫酸を供給することにより生成された硫化水素を前記水溶性セレン含有排水と接触させて、前記水溶性セレン含有排水に含まれる亜セレン酸及び前記セレン酸還元微生物により生成された亜セレン酸を不溶性セレンとする工程とを含むことを特徴とする排水処理方法。   Included in the water-soluble selenium-containing wastewater by supplying a lower alcohol in an anaerobic environment to a selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas entrusted with the deposit number FERM P-20840 and contacting the water-soluble selenium-containing wastewater. A step of producing selenious acid from selenic acid, and contacting the hydrogen sulfide produced by supplying lower alcohol and sulfuric acid in an anaerobic environment to the sulfate-reducing microorganism according to claim 1 with the water-soluble selenium-containing wastewater. And a step of converting the selenious acid contained in the water-soluble selenium-containing wastewater and the selenious acid produced by the selenate-reducing microorganism into insoluble selenium. 前記セレン酸還元微生物及び前記硫酸還元微生物を同一処理槽内に併存させて排水処理を行う請求項5記載の排水処理方法。   The wastewater treatment method according to claim 5, wherein the selenate-reducing microorganism and the sulfate-reducing microorganism are coexisted in the same treatment tank for wastewater treatment. 前記セレン酸還元微生物及び前記硫酸還元微生物に加えて、さらにパラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)を同一処理槽内に併存させて排水処理を行う請求項6記載の排水処理方法。   The wastewater treatment method according to claim 6, wherein in addition to the selenate-reducing microorganism and the sulfate-reducing microorganism, wastewater treatment is performed by further allowing Paracoccus denitrificans to coexist in the same treatment tank. 少なくとも前記硫酸還元微生物が担体に担持されている請求項3〜7のいずれか一つに記載の排水処理方法。   The wastewater treatment method according to any one of claims 3 to 7, wherein at least the sulfate-reducing microorganism is supported on a carrier. 前記排水に含まれる硫酸を前記硫酸還元微生物に供給する硫酸として利用する請求項3〜8のいずれか一つに記載の排水処理方法。   The wastewater treatment method according to any one of claims 3 to 8, wherein sulfuric acid contained in the wastewater is used as sulfuric acid to be supplied to the sulfate-reducing microorganism. 請求項1記載の硫酸還元微生物が担持されている担体を有することを特徴とするバイオリアクター。   A bioreactor comprising a carrier on which the sulfate-reducing microorganism according to claim 1 is supported. 前記担体には、前記硫酸還元微生物に加えて、受託番号FERM P−20840で受託されているシュードモナス(Pseudomonas)属のセレン酸還元微生物がさらに担持されている請求項10記載のバイオリアクター。   The bioreactor according to claim 10, wherein the carrier further carries a selenate-reducing microorganism belonging to the genus Pseudomonas, which is accepted under the accession number FERM P-20840, in addition to the sulfate-reducing microorganism. 前記担体には、前記硫酸還元微生物及び前記セレン酸還元微生物に加えて、パラコッカス デニトリフィカンス(Paracoccus denitrificans)がさらに担持されている請求項11記載のバイオリアクター。   12. The bioreactor according to claim 11, wherein the carrier further carries Paracoccus denitrificans in addition to the sulfate-reducing microorganism and the selenate-reducing microorganism.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012192359A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Central Research Institute Of Electric Power Industry Selenium containing water reduction treatment apparatus and selenium containing water reduction treatment method
JP2013180924A (en) * 2012-03-01 2013-09-12 Kyushu Univ Reduction method of selenic acid compound and separation recovery method of selenium
JP2017042755A (en) * 2015-08-24 2017-03-02 ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド Immersion type membrane filtration system using reciprocating membrane
JP2020162487A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 太平洋セメント株式会社 Selenium reduction treatment method using selenium-contaminated sample including selenium-reducing bacteria

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013014240; 森田仁彦、植本弘明: '環境対策技術への適用を目指した複合微生物系の利用(その2)-水溶性セレンの処理速度向上を目指した新た' 電力中央研究所 研究報告書 V07015, 200809 *
JPN6013014242; 森田仁彦ら: 'セレン酸還元菌と硫酸還元菌の併用による水溶性セレンの除去' 日本生物工学会大会講演要旨集 Vol.60th, 20080711, pp.76 *
JPN6013014243; 森田仁彦ら: '硫酸還元菌を用いた微生物の組み合わせによる水溶性セレンの還元' 日本生物工学会大会講演要旨集 Vol.59th, 20070802, pp.51 *
JPN6013014246; MORITA,M. et al.: 'Reduction of Selenium Oxyanions in Wastewater Using Two Bacterial Strains' Eng. Life Sci. Vol.7, No.3, 200706, pp.235-40 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012192359A (en) * 2011-03-17 2012-10-11 Central Research Institute Of Electric Power Industry Selenium containing water reduction treatment apparatus and selenium containing water reduction treatment method
JP2013180924A (en) * 2012-03-01 2013-09-12 Kyushu Univ Reduction method of selenic acid compound and separation recovery method of selenium
JP2017042755A (en) * 2015-08-24 2017-03-02 ドゥサン ヘヴィー インダストリーズ アンド コンストラクション カンパニー リミテッド Immersion type membrane filtration system using reciprocating membrane
US9833741B2 (en) 2015-08-24 2017-12-05 Doosan Heavy Industries & Constructions Co., Ltd. Submerged membrane filtration system using reciprocating membrane
US10232316B2 (en) 2015-08-24 2019-03-19 DOOSAN Heavy Industries Construction Co., LTD Submerged membrane filtration system using reciprocating membrane
JP2020162487A (en) * 2019-03-29 2020-10-08 太平洋セメント株式会社 Selenium reduction treatment method using selenium-contaminated sample including selenium-reducing bacteria
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