JP2509099B2 - 還元性硫黄化合物を酸化分解する微生物の馴養、増殖方法、及び還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 - Google Patents
還元性硫黄化合物を酸化分解する微生物の馴養、増殖方法、及び還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法Info
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Description
り詳細には還元性硫黄化合物を含む廃水の処理に適した
微生物の馴養、増殖方法、及び、還元性硫黄化合物を含
む廃水の生物学的処理方法に関する。
まれている汚濁物を生物学的に処理する方法は既に知ら
れている。例えば、特開昭63−126599号公報に
は、活性汚泥が存在する生物学的反応槽を嫌気1槽、好
気1槽、嫌気2槽及び好気2槽と4分割し、各槽の好気
度、嫌気度を酸化還元電位(ORP)を指標に管理する
方法が記載されている。
製工業、化学工業の廃水のように還元性硫黄化合物を含
む廃水があり、これらの化合物が廃水の化学的酸素要求
量(COD)を高める原因となっており、廃水のCOD
を低減するためには、これらの化合物を何等かの方法に
より除去する必要がある。
して、次亜塩素酸ソーダなどにより化学的に酸化処理す
る方法が知られている。
法は処理コストが高く、しかもこれらの化合物を十分に
酸化分解して廃水のCODを下げることが困難であると
いう問題がある。
生物学的処理に適した微生物を迅速に馴養、増殖し、還
元性硫黄化合物を含む廃水を高効率で生物学的に処理す
る方法を提供する。
産業廃水を処理する活性汚泥より還元性硫黄化合物を酸
化分解する微生物を馴養、増殖する際、還元性硫黄化合
物を含む廃水に可溶性のカルシウム化合物を添加してか
ら活性汚泥の存在する曝気槽に供給すると共に、曝気槽
の酸化還元電位を、還元性硫黄化合物の酸化反応の自由
反応エネルギー変化量から計算で求めたORP値に維持
する事を特徴とする還元性硫黄化合物を酸化分解する微
生物の馴養、増殖方法、並びに、還元性硫黄化合物を酸
化分解する微生物が存在する曝気槽に、還元性硫黄化合
物を含む廃水に可溶性のカルシウム化合物を添加してか
ら供給し、曝気槽に於いて還元性硫黄化合物が微生物に
より酸化分解されて生成する硫酸イオンとカルシウムイ
オンとで生成する不溶性の硫酸カルシウムの粒子にこれ
らの微生物を付着、固定化することにより微生物の沈降
性を改善し、曝気槽のこれらの微生物を高濃度に維持し
て、高効率に廃水処理を行うことを特徴とする還元性硫
黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法である。
っている活性汚泥に還元性硫黄化合物を酸化分解する微
生物が存在することを見いだした。
殖方法により、下水、産業廃水を処理している活性汚泥
から優先的に培養、増殖した微生物は、還元性硫黄化合
物を酸化して硫酸を生成する機能を有している事が明ら
かになった。
酸化分解する微生物の馴養、増殖方法、及びこれらの微
生物を用いてこれらの化合物を含む廃水を生物学的に処
理する方法について説明する。
微生物の馴養、増殖方法について説明する。
仮定し、この反応に於ける自由エネルギー変化量を便
覧、成書、文献などから求め、次に、この自由エネルギ
ー変化量から計算により、これらの酸化分解反応が起こ
るための酸化還元電位(ORP)を求める。
RP制御装置11、pHセンサー8、pH制御装置9な
どを備えた曝気槽3と汚泥沈降槽5より成るORP制御
活性汚泥処理装置の曝気槽3に下水又は産業廃水の処理
を行っている活性汚泥混合液を入れ、曝気槽3のORP
を先に仮定した化学反応の自由エネルギー変化量から求
めたORP値に設定する。
水に複数の還元性硫黄化合物が存在する場合、それぞれ
の化合物の酸化分解反応が起こる自由エネルギー変化量
が異なるのでORP値も異なる。例えば、廃水に還元性
硫黄化合物としてチオ硫酸ナトリウムと硫化ナトリウム
が共存する場合、計算で求めたORP値はチオ硫酸ナト
リウムが約+150mV(Ag/AgCl電極基準)、
また硫化水素のそれは約−80mV(Ag/AgCl電
極基準)である。このようにORP値が異なる場合は、
より酸化側、即ち、曝気槽のORP値を+150mV以
上に設定すると、両化合物の酸化反応あるいは分解反応
が起こる。
硫酸ナトリウムと硫化ナトリウムとが共存する廃水に適
した微生物を馴養、増殖する場合、下水又は産業廃水を
処理している活性汚泥の混合液を入れた曝気槽のORP
値を+150mV(Ag/AgCl電極基準)以上に維
持して、これらの化合物を含有する廃水を徐々に供給す
れば、これらの化合物を酸化する微生物が活性汚泥から
容易に増殖する事が考えられる。
化する微生物の馴養、増殖を行った。その方法を具体的
に説明する。
槽3に下水処理を行っている活性汚泥混合液を入れ、こ
の曝気槽3のORP値を+150mVに設定し、この曝
気槽3に還元性硫黄化合物としてチオ硫酸ナトリウムと
硫化ナトリウムが共存する廃水を、処理時間が8時間に
なるように供給する。廃水の供給当初はORPが設定値
まで上昇しないが、徐々に上昇し、約10〜15日間で
+150mVに上昇する。ORPが+150mVに達し
たら、廃水の供給量を、7〜10日間毎に処理時間が6
時間→4時間→3時間→2時間になるように徐々に増加
し、これらの微生物の増殖を図る。その後は、廃水の供
給量を処理時間が2〜3時間になるように設定して廃水
を連続的に処理すると、これらの化合物の酸化分解が良
好に行われて処理水に検出されず、CODが低い良好な
処理水が得られる。
酸化分解する微生物を高濃度に維持して、高効率に処理
する本発明の方法について説明する。
理時間を従来の6〜8時間よりも短くして、例えば2〜
3時間で処理を行えれば、処理装置のコンパクト化、省
面積化等のメリットがある。しかし、従来の方法では、
処理水質の悪化を招く等の問題点があった。
ため、処理時間を短くするとバルキングが発生し易く、
汚泥沈降槽において活性汚泥が十分に沈降せずに処理水
に流出し、このため曝気槽の活性汚泥を高濃度に維持で
きない。また、致命的な欠点は処理水質の悪化を招くこ
とである。高効率処理は、活性汚泥の汚濁物分解機能、
活性度、沈降性等を改善して、曝気槽に高活性の活性汚
泥を高濃度に維持すれば可能である。
として、曝気槽にけい砂、ゼオライト、活性炭、高炉水
砕スラグ等を添加し、これに活性汚泥を付着、固定化さ
せて沈降性を改善して、曝気槽の活性汚泥を高濃度に維
持する方法が知られている。
化担体を外部から添加しなくても、前述の方法で培養、
増殖した微生物が還元性硫黄化合物を酸化分解して生成
する硫酸イオンを利用して曝気槽に活性汚泥固定化担体
を生成する方法を発明した。
性硫黄化合物を含む廃水を処理すると、曝気槽のpHが
著しく低下する。この現象から、還元性硫黄化合物が生
物学的に酸化分解されて硫酸を生成することが推定され
た。発明者らは、この硫酸を利用して活性汚泥固定化担
体を生成する方法について検討した結果、予め、還元性
硫黄化合物を含む廃水に水溶性のカルシウム化合物を添
加してから、この廃水を曝気槽に供給すると、曝気槽に
固定化担体が生成し、微生物の高濃度化が可能になるこ
とを見いだした。即ち、曝気槽に於いて、この水溶性カ
ルシウム化合物と生物学的に生成した硫酸とが反応して
不溶性の硫酸カルシウム(石膏)を生成する。この石膏
は20〜200μm程度の微粒子なので微生物が付着し
易く、微生物が石膏に固定化されて沈降性が改善され
る。その結果、曝気槽に前述の方法で培養した微生物を
高濃度に維持する事ができ、処理時間が2〜3時間の高
効率処理が可能になる。また、水溶性カルシウム化合物
として水酸化カルシウムを用いると、曝気槽のpH低下
を抑制することができるので最適である。なお、還元性
硫黄化合物を含む廃水に、既にカルシウム化合物がカル
シウムイオンとして約100mg/l以上存在している
と上述のような効果があるので、わざわざ外部から水溶
性カルシウム化合物を添加する必要がない。
物を含む廃水の生物学的処理について具体的に説明す
る。
を行っている活性汚泥混合液を入れ、曝気槽3のORP
を廃水に含まれている還元性硫黄化合物の仮定した酸化
分解反応の自由エネルギー変化量より計算で求めたOR
P値に設定し、前述の方法によりこれらの化合物を酸化
分解する微生物を培養、増殖し、馴養が完了したら曝気
槽3に前記廃水を処理時間が2〜3時間になるように連
続的に供給する。
は、曝気槽3のORPを指標にして管理、制御するのが
良い。即ち、曝気槽3のORPが設定値より低下すると
ORPセンサー(金−銀/塩化銀複合電極)10がキャ
ッチし、ORP制御装置11によりルーツブロアー12
の回転数をアップして曝気量を増やし、設定値に回復し
たらルーツブロアー12の回転数を下げて曝気量を低減
する比例制御方式によるORP制御である。
ら5〜8の範囲が適切で、pHセンサー8、制御装置9
によりpHがこの範囲になるように酸、アルカリの添加
により制御する。また、曝気槽3の活性汚泥濃度は20
00〜5000mg/l程度が最適で、これより活性汚
泥濃度が高くなると、固定化担体から剥離した活性汚泥
が処理水に流出し、処理水質の悪化を招く懸念がある。
は、本発明の場合、活性汚泥の沈降性が優れているの
で、20〜30%程度で良い。また、処理の進行に伴
い、これらの微生物が増加するが、これは適宜余剰汚泥
14として抜き取り、処分する。例えば、焼却すること
により石膏が回収でき、有効利用が可能である。なお、
この生物学的処理は定常的に操業処理を行うのが原則で
あるが、20〜30日間程度操業処理を停止した後、操
業処理を再開しても良好な処理水質が得られる。また、
冬季の低水温時期、例えば水温が5℃程度に低下しても
廃水中の還元性硫黄化合物を酸化し、夏季と変わらない
処理性能を示す。
性汚泥処理の曝気槽に投入した。この曝気槽に、還元性
硫黄化合物としてチオ硫酸化合物(S2 O3 2- )が約
500mg/l(S2 O3 2- )、CODが約250m
g/lの廃水に水酸化カルシウムを添加してpHを13
〜14に調整した廃水を曝気槽における滞留時間が8時
間になるように、また曝気槽のpHが5〜8になるよう
にpH制御を行いながら連続的に供給した。廃水を供給
開始した後、約10〜15日間位かかって曝気槽のOR
Pが+150〜200mV(ref Ag/AgCl電
極基準)に達し、処理水にチオ硫酸化合物が検出されな
くなり、また処理水のCODが20mg/l以下になっ
た。この状態で還元性硫黄化合物を酸化分解する微生物
の馴養が完了した。
例1と同じ廃水を導入し、処理時間を1週間毎に6時間
→4時間→3時間→2時間と逐次短縮し、その後は2時
間で処理を行った。その結果、チオ硫酸化合物が検出さ
れず、CODが20mg/l以下、透視度100cm以
上、SSが10mg/l以下の清澄な処理水質が得られ
た。
解する微生物の馴養、増殖が著しく促進され、短期間で
の馴養が可能となる。また、生物化学的反応槽内に同微
生物を高濃度に維持できるので、還元性硫黄化合物を含
む廃水の高効率処理が可能となる。
Claims (3)
- 【請求項1】 下水、産業廃水を処理する活性汚泥より
還元性硫黄化合物を酸化分解する微生物を馴養、増殖す
る際、還元性硫黄化合物を含む廃水に可溶性のカルシウ
ム化合物を添加してから活性汚泥の存在する曝気槽に供
給すると共に、曝気槽の酸化還元電位(ORP)を、還
元性硫黄化合物の酸化反応の自由反応エネルギー変化量
から計算で求めたORP値に維持する事を特徴とする還
元性硫黄化合物を酸化分解する微生物の馴養、増殖方
法。 - 【請求項2】 請求項1記載の方法により馴養、増殖し
た還元性硫黄化合物を酸化分解する微生物が存在する曝
気槽に、還元性硫黄化合物を含む廃水に可溶性のカルシ
ウム化合物を添加してから供給し、曝気槽に於いて還元
性硫黄化合物が請求項1の方法で馴養、培養した微生物
により酸化分解されて生成する硫酸イオンとカルシウム
イオンとで生成する不溶性の硫酸カルシウムの粒子にこ
れらの微生物を付着、固定化することにより微生物の沈
降性を改善し、曝気槽のこれらの微生物を高濃度に維持
して、高効率に廃水処理を行うことを特徴とする還元性
硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法。 - 【請求項3】 請求項2記載の廃水処理に於いて、曝気
槽の酸化還元電位(ORP)を、還元性硫黄化合物の酸
化分解反応の自由反応エネルギー変化量から計算で求め
たORP値に管理、制御することを特徴とする還元性硫
黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法。
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JPH04310296A JPH04310296A (ja) | 1992-11-02 |
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CN116143294B (zh) * | 2023-04-18 | 2023-08-11 | 天津创业环保集团股份有限公司 | 一种用于对城镇污水进行脱氮除磷的颗粒污泥及处理方法 |
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- 1991-04-09 JP JP3103936A patent/JP2509099B2/ja not_active Expired - Fee Related
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