JP2622643B2 - 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含む廃水の生物学的処理方法Info
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- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は還元性硫黄化合物を含む
廃水の生物学的処理方法、より詳細には製鉄所の高炉か
ら発生する高炉スラグに起因する廃水中の還元性硫黄化
合物に起因するＣＯＤを削減する方法に関する。
廃水の生物学的処理方法、より詳細には製鉄所の高炉か
ら発生する高炉スラグに起因する廃水中の還元性硫黄化
合物に起因するＣＯＤを削減する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】還元性硫黄化合物を含む廃水は、写真工
業、石油精製工業、化学工業、金属精錬工業、鉱山など
から発生し、これらの廃水に含まれている還元性硫黄化
合物は、硫化物（Ｓ2-）、チオ硫酸化合物（Ｓ
2 Ｏ3 2-）、ポリチオン酸化合物（Ｓ3Ｏ6 2-）などで
あり、これらの還元性硫黄化合物を含む廃水は、還元性
硫黄化合物に起因するＣＯＤ（化学的酸素要求量）値が
高く、そのまま公共用水域に放流することができない。
業、石油精製工業、化学工業、金属精錬工業、鉱山など
から発生し、これらの廃水に含まれている還元性硫黄化
合物は、硫化物（Ｓ2-）、チオ硫酸化合物（Ｓ
2 Ｏ3 2-）、ポリチオン酸化合物（Ｓ3Ｏ6 2-）などで
あり、これらの還元性硫黄化合物を含む廃水は、還元性
硫黄化合物に起因するＣＯＤ（化学的酸素要求量）値が
高く、そのまま公共用水域に放流することができない。
【０００３】この還元性硫黄化合物を含む廃水の処理方
法として、還元性硫黄化合物を次亜塩素酸ソーダ等の酸
化剤を用いて酸化する方法が知られているが、この方法
は処理技術が十分に確立していないため処理水質が安定
せず、また処理コストが高いという致命的欠点がある。
法として、還元性硫黄化合物を次亜塩素酸ソーダ等の酸
化剤を用いて酸化する方法が知られているが、この方法
は処理技術が十分に確立していないため処理水質が安定
せず、また処理コストが高いという致命的欠点がある。
【０００４】この問題点を多く抱えている化学的方法に
代わり、還元性硫黄化合物を微生物、いわゆる硫黄酸化
細菌により酸化してＣＯＤを除去する方法がある。例え
ば、特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２
９６号公報に記載の方法である。
代わり、還元性硫黄化合物を微生物、いわゆる硫黄酸化
細菌により酸化してＣＯＤを除去する方法がある。例え
ば、特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２
９６号公報に記載の方法である。
【０００５】特開昭５６−６７５８９号公報記載の方法
は、Ｓ2 Ｏ3 2-、Ｓ3 Ｏ6 2-、Ｓ4Ｏ8 2-、又はこれに
類するポリチオン酸を含有する工場排水に、家庭用浄化
槽えつ流水、下水処理場のエアレーションタンク水、又
は金属鉱山排水の１種又は２種以上を添加して酸素を吹
き込み、該硫黄化合物を硫酸に酸化して排水のＣＯＤを
除去する方法である。
は、Ｓ2 Ｏ3 2-、Ｓ3 Ｏ6 2-、Ｓ4Ｏ8 2-、又はこれに
類するポリチオン酸を含有する工場排水に、家庭用浄化
槽えつ流水、下水処理場のエアレーションタンク水、又
は金属鉱山排水の１種又は２種以上を添加して酸素を吹
き込み、該硫黄化合物を硫酸に酸化して排水のＣＯＤを
除去する方法である。
【０００６】特開昭５７−４２９６号公報記載の方法
は、チオ硫酸、ポリチオン酸、ジチオン酸、又はこれら
に類する硫黄酸化物に起因する各種排水中のＣＯＤを除
去する際に発生する石膏を硫黄酸化細菌の担体物質とし
て使用し、同時に培養増殖した菌を該石膏に吸着させ濃
縮した後、繰り返し使用して排水中のＣＯＤを生物学的
に除去する方法である。
は、チオ硫酸、ポリチオン酸、ジチオン酸、又はこれら
に類する硫黄酸化物に起因する各種排水中のＣＯＤを除
去する際に発生する石膏を硫黄酸化細菌の担体物質とし
て使用し、同時に培養増殖した菌を該石膏に吸着させ濃
縮した後、繰り返し使用して排水中のＣＯＤを生物学的
に除去する方法である。
【０００７】このような排水中の硫黄酸化物に起因する
ＣＯＤを生物学的に除去する方法にも問題点が存在す
る。
ＣＯＤを生物学的に除去する方法にも問題点が存在す
る。
【０００８】下水もしくはし尿汚泥中及び金属鉱山廃水
中等には、チオシアンやチオ硫酸を分解する硫黄酸化細
菌が多種類存在していることが良く知られており、特開
昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６号公
報に記載されている硫黄酸化細菌は、ｐＨが１．９〜
２．０と著しく低いところでチオ硫酸、ポリチオン酸、
ジチオン酸又はこれらに類する硫黄酸化物を硫酸まで酸
化して排水のＣＯＤを除去する。このような低いｐＨで
棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌は、成書（例えば、今
井和民著、化学同人発行「独立栄養細菌」第６３〜６７
頁）に記載されているようにＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ
属の硫黄酸化細菌と推定される。
中等には、チオシアンやチオ硫酸を分解する硫黄酸化細
菌が多種類存在していることが良く知られており、特開
昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６号公
報に記載されている硫黄酸化細菌は、ｐＨが１．９〜
２．０と著しく低いところでチオ硫酸、ポリチオン酸、
ジチオン酸又はこれらに類する硫黄酸化物を硫酸まで酸
化して排水のＣＯＤを除去する。このような低いｐＨで
棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌は、成書（例えば、今
井和民著、化学同人発行「独立栄養細菌」第６３〜６７
頁）に記載されているようにＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ
属の硫黄酸化細菌と推定される。
【０００９】このような低いｐＨで棲息あるいは活性な
硫黄酸化細菌を廃水処理に用いることには多くの問題点
がある。即ち、ｐＨが高いアルカリ性の廃水を処理する
場合でも、低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌
が存在する曝気槽のｐＨをこの硫黄酸化細菌に適したｐ
Ｈに維持する必要があり、このため、この高アルカリ性
の廃水のｐＨを硫黄酸化細菌に適したｐＨに調整しなけ
ればならない。また、処理水のｐＨが１．９〜２．０の
ように低いと、これを公共用水域に放流するためには再
度ｐＨを調整する必要があり、ｐＨ調整用の設備、薬品
等のコストがかなりかかる問題点がある。更に、このよ
うな低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌を廃水
処理に用いると、廃水処理設備を耐酸性仕様にする必要
があり、このため廃水処理設備の建設費が非常に高くな
る致命的な欠点がある。
硫黄酸化細菌を廃水処理に用いることには多くの問題点
がある。即ち、ｐＨが高いアルカリ性の廃水を処理する
場合でも、低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌
が存在する曝気槽のｐＨをこの硫黄酸化細菌に適したｐ
Ｈに維持する必要があり、このため、この高アルカリ性
の廃水のｐＨを硫黄酸化細菌に適したｐＨに調整しなけ
ればならない。また、処理水のｐＨが１．９〜２．０の
ように低いと、これを公共用水域に放流するためには再
度ｐＨを調整する必要があり、ｐＨ調整用の設備、薬品
等のコストがかなりかかる問題点がある。更に、このよ
うな低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌を廃水
処理に用いると、廃水処理設備を耐酸性仕様にする必要
があり、このため廃水処理設備の建設費が非常に高くな
る致命的な欠点がある。
【００１０】次に、硫黄化合物を含む廃水を処理する際
に、酸素ガスを吹き込む指標として酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）を用いる方法が特開昭５８−１２２０９３号公報に
開示されている。即ち、この方法は、硫化ソーダ及び／
又は水硫化ソーダ等の硫化物を含む廃水に分子状酸素を
含有するガス又は過酸化水素を接触させ、排水中の硫化
ソーダ及び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダとした
後、白色硫黄細菌により微生物処理する際に、排水中の
硫化ソーダ及び／又は水硫化ソーダを分子状酸素を含有
するガス又は過酸化水素に接触させ、排水中の硫化ソー
ダ及び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダに化学的に
酸化する過程で、ＯＲＰが−５５０ｍＶ以上（基準電極
不明）、好ましくは−５００ｍＶ（基準電極不明）以上
になるまで分子状酸素を含有するガス又は過酸化水素を
供給する。この方法は、生物学的処理の段階ではＯＲＰ
を指標にして空気等を曝気していない。
に、酸素ガスを吹き込む指標として酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）を用いる方法が特開昭５８−１２２０９３号公報に
開示されている。即ち、この方法は、硫化ソーダ及び／
又は水硫化ソーダ等の硫化物を含む廃水に分子状酸素を
含有するガス又は過酸化水素を接触させ、排水中の硫化
ソーダ及び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダとした
後、白色硫黄細菌により微生物処理する際に、排水中の
硫化ソーダ及び／又は水硫化ソーダを分子状酸素を含有
するガス又は過酸化水素に接触させ、排水中の硫化ソー
ダ及び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダに化学的に
酸化する過程で、ＯＲＰが−５５０ｍＶ以上（基準電極
不明）、好ましくは−５００ｍＶ（基準電極不明）以上
になるまで分子状酸素を含有するガス又は過酸化水素を
供給する。この方法は、生物学的処理の段階ではＯＲＰ
を指標にして空気等を曝気していない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の硫黄化合物を含
む排水の生物学的処理方法は、低いｐＨで棲息或いは活
性な硫黄酸化細菌を用いるため処理プロセスが複雑にな
り、また、処理設備も耐酸性仕様にするため処理のラン
ニングコスト、設備費が高くなる欠点がある。また、生
物学的処理過程の曝気量の指標が明確でないので、曝気
量が不足の場合は還元性硫黄化合物の酸化が不十分で、
処理水に未反応の還元性硫黄化合物が流出して処理水の
ＣＯＤを高める懸念がある。また、曝気量が過剰の場合
は曝気槽の硫黄酸化細菌のフロックを機械的に破壊し、
このため硫黄酸化細菌が処理水に流出し、曝気槽の硫黄
酸化細菌濃度の低下、処理水質の悪化等を招く問題点が
ある。
む排水の生物学的処理方法は、低いｐＨで棲息或いは活
性な硫黄酸化細菌を用いるため処理プロセスが複雑にな
り、また、処理設備も耐酸性仕様にするため処理のラン
ニングコスト、設備費が高くなる欠点がある。また、生
物学的処理過程の曝気量の指標が明確でないので、曝気
量が不足の場合は還元性硫黄化合物の酸化が不十分で、
処理水に未反応の還元性硫黄化合物が流出して処理水の
ＣＯＤを高める懸念がある。また、曝気量が過剰の場合
は曝気槽の硫黄酸化細菌のフロックを機械的に破壊し、
このため硫黄酸化細菌が処理水に流出し、曝気槽の硫黄
酸化細菌濃度の低下、処理水質の悪化等を招く問題点が
ある。
【００１２】本発明は、従来の問題点を解決するため、
製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因する廃水の
生物学的処理に適するように馴養、増殖した硫黄酸化細
菌を用いて製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因
する廃水中の還元性硫黄化合物に起因するＣＯＤを削減
する方法を提供する。
製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因する廃水の
生物学的処理に適するように馴養、増殖した硫黄酸化細
菌を用いて製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因
する廃水中の還元性硫黄化合物に起因するＣＯＤを削減
する方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、製鉄所
の高炉から発生する高炉スラグに起因する廃水を生物学
的に処理する装置の曝気槽（バイオリアクター）に下水
の活性汚泥混合液を入れ、この曝気槽に製鉄所の高炉か
ら発生する高炉スラグに起因する廃水を供給し、曝気槽
の曝気を廃水に含まれている還元性硫黄化合物を化学的
に硫酸化合物に酸化した時の自由エネルギー変化量ΔＧ
0 より計算で求めた酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標にし
て管理・制御し、また、曝気槽のｐＨを６〜６．５の範
囲に管理・制御して馴養・増殖したｐＨ６〜６．５の範
囲で活性で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌を
用いて、製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因す
る廃水を、曝気槽のＯＲＰが＋１２０〜＋１８０ｍＶ
（銀／塩化銀電極基準）になるように曝気を行い、ま
た、曝気槽のｐＨを６〜６．５の範囲に管理・制御して
廃水中の還元性硫黄化合物に起因するＣＯＤを削減する
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
的処理方法である。
の高炉から発生する高炉スラグに起因する廃水を生物学
的に処理する装置の曝気槽（バイオリアクター）に下水
の活性汚泥混合液を入れ、この曝気槽に製鉄所の高炉か
ら発生する高炉スラグに起因する廃水を供給し、曝気槽
の曝気を廃水に含まれている還元性硫黄化合物を化学的
に硫酸化合物に酸化した時の自由エネルギー変化量ΔＧ
0 より計算で求めた酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標にし
て管理・制御し、また、曝気槽のｐＨを６〜６．５の範
囲に管理・制御して馴養・増殖したｐＨ６〜６．５の範
囲で活性で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌を
用いて、製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因す
る廃水を、曝気槽のＯＲＰが＋１２０〜＋１８０ｍＶ
（銀／塩化銀電極基準）になるように曝気を行い、ま
た、曝気槽のｐＨを６〜６．５の範囲に管理・制御して
廃水中の還元性硫黄化合物に起因するＣＯＤを削減する
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
的処理方法である。
【００１４】
【作用】図１は本発明を示す図である。即ち、下水の処
理を行っている活性汚泥にｐＨ６〜６．５で還元性硫黄
化合物を酸化する硫黄酸化細菌が棲息しており、後述す
る硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法により、下水を処理し
ている活性汚泥からｐＨ６〜６．５の範囲で活性で還元
性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌を優先的に馴養・
増殖し、この硫黄酸化細菌を用いて製鉄所の高炉から発
生する高炉スラグに起因する廃水を連続的に処理する。
理を行っている活性汚泥にｐＨ６〜６．５で還元性硫黄
化合物を酸化する硫黄酸化細菌が棲息しており、後述す
る硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法により、下水を処理し
ている活性汚泥からｐＨ６〜６．５の範囲で活性で還元
性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌を優先的に馴養・
増殖し、この硫黄酸化細菌を用いて製鉄所の高炉から発
生する高炉スラグに起因する廃水を連続的に処理する。
【００１５】本発明で用いるｐＨ６〜６．５の範囲で活
性で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌を馴養・
増殖するには、まず、還元性硫黄化合物が化学的に硫酸
化合物まで酸化される反応を仮定し、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
れらの反応が起こるための酸化還元電位（ＯＲＰ）を求
める。
性で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌を馴養・
増殖するには、まず、還元性硫黄化合物が化学的に硫酸
化合物まで酸化される反応を仮定し、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
れらの反応が起こるための酸化還元電位（ＯＲＰ）を求
める。
【００１６】次に、図２に示すＯＲＰ制御活性汚泥処理
装置の曝気槽３に下水の処理を行っている活性汚泥処理
装置の曝気槽より採取した活性汚泥混合液を入れ、この
曝気槽３のＯＲＰ値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反応の自由エネルギー変化量より計
算で求めたＯＲＰ値、例えば、還元性硫黄化合物がチオ
硫酸化合物の場合は約＋１５０ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電
極基準）に設定し、この曝気槽３に還元性硫黄化合物と
してチオ硫酸化合物、硫化物等の還元性硫黄化合物を含
有する製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因する
廃水を処理時間が８時間になるように供給する。
装置の曝気槽３に下水の処理を行っている活性汚泥処理
装置の曝気槽より採取した活性汚泥混合液を入れ、この
曝気槽３のＯＲＰ値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反応の自由エネルギー変化量より計
算で求めたＯＲＰ値、例えば、還元性硫黄化合物がチオ
硫酸化合物の場合は約＋１５０ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電
極基準）に設定し、この曝気槽３に還元性硫黄化合物と
してチオ硫酸化合物、硫化物等の還元性硫黄化合物を含
有する製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因する
廃水を処理時間が８時間になるように供給する。
【００１７】廃水供給当初はＯＲＰが設定値まで上昇し
ないが、徐々に上昇し、約１０〜１５日間で設定値に上
昇し、ＯＲＰ制御が行われる。なお、処理水の還元性硫
黄化合物は、ＯＲＰが約＋１００ｍＶになると殆ど検出
されなくなり、また処理水のＣＯＤも著しく低減する。
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する。
ないが、徐々に上昇し、約１０〜１５日間で設定値に上
昇し、ＯＲＰ制御が行われる。なお、処理水の還元性硫
黄化合物は、ＯＲＰが約＋１００ｍＶになると殆ど検出
されなくなり、また処理水のＣＯＤも著しく低減する。
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する。
【００１８】この際、硫黄酸化細菌の馴養・増殖が進む
につれて還元性硫黄化合物の酸化が進み、硫酸を生成す
るため曝気槽のｐＨは低下し、なんら対策をうたないと
特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６
号公報に記載されているようにｐＨ１．９〜２．０まで
低下する。このようにｐＨが低下した状態で馴養・増殖
した硫黄酸化細菌は、強酸性で活性なＴｈｉｏｂａｃｉ
ｌｌｕｓ属が優先種となり、先に説明したような問題点
が発生する。このため、曝気槽のｐＨは６〜６．５の範
囲になるようにアルカリ剤により管理・制御する必要が
ある。このように曝気槽のｐＨを管理・制御すると、ｐ
Ｈ６〜６．５の範囲で活性で還元性硫黄化合物を酸化す
る硫黄酸化細菌を馴養・増殖することができ、先に説明
したようなＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ属の硫黄酸化細菌
が有している問題点を解決することができる。
につれて還元性硫黄化合物の酸化が進み、硫酸を生成す
るため曝気槽のｐＨは低下し、なんら対策をうたないと
特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６
号公報に記載されているようにｐＨ１．９〜２．０まで
低下する。このようにｐＨが低下した状態で馴養・増殖
した硫黄酸化細菌は、強酸性で活性なＴｈｉｏｂａｃｉ
ｌｌｕｓ属が優先種となり、先に説明したような問題点
が発生する。このため、曝気槽のｐＨは６〜６．５の範
囲になるようにアルカリ剤により管理・制御する必要が
ある。このように曝気槽のｐＨを管理・制御すると、ｐ
Ｈ６〜６．５の範囲で活性で還元性硫黄化合物を酸化す
る硫黄酸化細菌を馴養・増殖することができ、先に説明
したようなＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ属の硫黄酸化細菌
が有している問題点を解決することができる。
【００１９】この廃水処理において、曝気槽３への曝気
は、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でキャッチし、
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制御で行う。また、曝気槽３のｐ
Ｈは、ｐＨセンサー８、ｐＨ制御装置９によりｐＨが６
〜６．５の範囲になるようにアルカリ剤、酸により管理
・制御する。汚泥沈降槽５から曝気槽３への汚泥返送率
は、本発明の場合２０〜３０％程度で良く、また、廃水
の連続処理の進行に伴い硫黄酸化細菌が増殖するが、こ
れは適時余剰汚泥１４として抜き取り、処分する。
は、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でキャッチし、
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制御で行う。また、曝気槽３のｐ
Ｈは、ｐＨセンサー８、ｐＨ制御装置９によりｐＨが６
〜６．５の範囲になるようにアルカリ剤、酸により管理
・制御する。汚泥沈降槽５から曝気槽３への汚泥返送率
は、本発明の場合２０〜３０％程度で良く、また、廃水
の連続処理の進行に伴い硫黄酸化細菌が増殖するが、こ
れは適時余剰汚泥１４として抜き取り、処分する。
【００２０】このような方法で、下水として製鉄所のコ
ークス炉から発生するガス廃液、魚加工工場、写真フイ
ルム工場、石油精製工場等の各工場の廃水の活性汚泥、
或いは、製鉄所の高炉徐冷スラグ置き場の溜まり水のヘ
ドロ、旧硫黄鉱山の廃水のヘドロ等から硫黄酸化細菌の
馴養・培養を行った。このようにして得られた硫黄酸化
細菌の活性汚泥をｐＨの異なる液体Ｓｔａｒｋｅｙ培地
に植種して、振盪培養器を用いて２０℃で、Ｓｔａｒｋ
ｅｙ培地のチオ硫酸イオン濃度が２２００ｍｇ／ｌから
５０ｍｇ／ｌ以下になる日数を測定した。その結果を図
３に示す。なお、液体Ｓｔａｒｋｅｙ培地の組成は表１
に示す通りであり、各ｐＨの緩衝液１リットルにこの試
薬を溶解して、ｐＨの異なるＳｔａｒｋｅｙの液体培地
を作成した。
ークス炉から発生するガス廃液、魚加工工場、写真フイ
ルム工場、石油精製工場等の各工場の廃水の活性汚泥、
或いは、製鉄所の高炉徐冷スラグ置き場の溜まり水のヘ
ドロ、旧硫黄鉱山の廃水のヘドロ等から硫黄酸化細菌の
馴養・培養を行った。このようにして得られた硫黄酸化
細菌の活性汚泥をｐＨの異なる液体Ｓｔａｒｋｅｙ培地
に植種して、振盪培養器を用いて２０℃で、Ｓｔａｒｋ
ｅｙ培地のチオ硫酸イオン濃度が２２００ｍｇ／ｌから
５０ｍｇ／ｌ以下になる日数を測定した。その結果を図
３に示す。なお、液体Ｓｔａｒｋｅｙ培地の組成は表１
に示す通りであり、各ｐＨの緩衝液１リットルにこの試
薬を溶解して、ｐＨの異なるＳｔａｒｋｅｙの液体培地
を作成した。
【００２１】
【表１】
【００２２】図３に示す結果から、Ｓｔａｒｋｅｙ培地
のｐＨが２〜３．５及び８．０〜１０の範囲では、２０
日以上振盪してもチオ硫酸イオンが殆ど減少しないが、
ｐＨが４．０〜７．５の範囲では振盪日数１２日以下
で、特にｐＨ５．０〜６．５では５日以下でチオ硫酸イ
オンが５０ｍｇ／ｌ以下になることが明らかになった。
のｐＨが２〜３．５及び８．０〜１０の範囲では、２０
日以上振盪してもチオ硫酸イオンが殆ど減少しないが、
ｐＨが４．０〜７．５の範囲では振盪日数１２日以下
で、特にｐＨ５．０〜６．５では５日以下でチオ硫酸イ
オンが５０ｍｇ／ｌ以下になることが明らかになった。
【００２３】従って、前記方法により各種下水の活性汚
泥から馴養・培養した硫黄酸化細菌は、ｐＨ６〜６．５
の範囲で還元性硫黄化合物を酸化する能力を有してい
る。従来の硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合物を含
む廃水を生物学的方法により処理する例えば特開昭５３
−５９２５４号公報、特開昭５６−６７５８９号公報記
載の方法で用いる硫黄酸化細菌は、ｐＨ１．９〜２．０
で還元性硫黄化合物を酸化するが、前記方法で馴養・培
養した硫黄酸化細菌はこのような低ｐＨでは還元性硫黄
化合物を酸化する能力を有していない。このことから、
前記方法で馴養・培養した硫黄酸化細菌は、従来の廃水
処理に用いられている硫黄酸化細菌と異なることが明ら
かになった。
泥から馴養・培養した硫黄酸化細菌は、ｐＨ６〜６．５
の範囲で還元性硫黄化合物を酸化する能力を有してい
る。従来の硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合物を含
む廃水を生物学的方法により処理する例えば特開昭５３
−５９２５４号公報、特開昭５６−６７５８９号公報記
載の方法で用いる硫黄酸化細菌は、ｐＨ１．９〜２．０
で還元性硫黄化合物を酸化するが、前記方法で馴養・培
養した硫黄酸化細菌はこのような低ｐＨでは還元性硫黄
化合物を酸化する能力を有していない。このことから、
前記方法で馴養・培養した硫黄酸化細菌は、従来の廃水
処理に用いられている硫黄酸化細菌と異なることが明ら
かになった。
【００２４】このことは、Ｄ．Ｐ．ＫｅｌｌｙとＡ．
Ｐ．Ｈａｒｒｉｓｏｎの分類によっても明白である。即
ち、彼らの分類によると、前記方法で馴養・増殖したｐ
Ｈ６〜６．５の範囲で活性な硫黄酸化細菌はＧｒｏｕｐ
−２に、また、特開昭５３−５９２５４号公報、特開昭
５６−６７５８９号公報記載の硫黄酸化細菌は、ｐＨ
１．９〜２．０で活性なのでＧｒｏｕｐ−５に属するこ
とが明らかである（書名：Ｂｅｒｇｅｙ’ｓ Ｍａｎｕ
ａｌ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｂａｃｔｅｒｉｏ
ｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３，著書：Ｊａｍｅｓ Ｔ．Ｓｔａ
ｌｅｙ，発行元：Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎ
ｓ，記載箇所：１８４３頁のＦｉｇ．２０．４７）。
Ｐ．Ｈａｒｒｉｓｏｎの分類によっても明白である。即
ち、彼らの分類によると、前記方法で馴養・増殖したｐ
Ｈ６〜６．５の範囲で活性な硫黄酸化細菌はＧｒｏｕｐ
−２に、また、特開昭５３−５９２５４号公報、特開昭
５６−６７５８９号公報記載の硫黄酸化細菌は、ｐＨ
１．９〜２．０で活性なのでＧｒｏｕｐ−５に属するこ
とが明らかである（書名：Ｂｅｒｇｅｙ’ｓ Ｍａｎｕ
ａｌ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｂａｃｔｅｒｉｏ
ｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３，著書：Ｊａｍｅｓ Ｔ．Ｓｔａ
ｌｅｙ，発行元：Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆ Ｗｉｌｋｉｎ
ｓ，記載箇所：１８４３頁のＦｉｇ．２０．４７）。
【００２５】
【実施例】次に、本発明の方法を製鉄所のスラグエージ
ングヤードなどから発生するチオ硫酸化合物、硫化物等
の還元性硫黄化合物を高濃度に含有し、またｐＨが１２
〜１４と高アルカリ性で、ＣＯＤが３００〜６００ｍｇ
／ｌと高い廃水（高炉スラグ廃水）の処理に適用した実
施例を説明する。
ングヤードなどから発生するチオ硫酸化合物、硫化物等
の還元性硫黄化合物を高濃度に含有し、またｐＨが１２
〜１４と高アルカリ性で、ＣＯＤが３００〜６００ｍｇ
／ｌと高い廃水（高炉スラグ廃水）の処理に適用した実
施例を説明する。
【００２６】図２のＯＲＰ制御活性汚泥処理装置の曝気
槽３及び汚泥沈降槽５に下水の処理を行っている活性汚
泥混合液（活性汚泥濃度：１５００〜２０００ｍｇ／
ｌ）を入れた。次に、曝気槽３のＯＲＰを約＋１５０ｍ
Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）に設定し、また、ｐＨを
６．０〜６．５に制御しながら、表２に性状の一例を示
す高炉スラグ廃水を曝気槽３における滞留時間が８時間
になるように供給した。なお、この時の汚泥沈降槽５か
ら曝気槽３への汚泥の返送率は約２５％とした。
槽３及び汚泥沈降槽５に下水の処理を行っている活性汚
泥混合液（活性汚泥濃度：１５００〜２０００ｍｇ／
ｌ）を入れた。次に、曝気槽３のＯＲＰを約＋１５０ｍ
Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）に設定し、また、ｐＨを
６．０〜６．５に制御しながら、表２に性状の一例を示
す高炉スラグ廃水を曝気槽３における滞留時間が８時間
になるように供給した。なお、この時の汚泥沈降槽５か
ら曝気槽３への汚泥の返送率は約２５％とした。
【００２７】
【表２】高炉スラグ廃水及び処理水質の一例 （水
質：ｐＨ除いてｍｇ／ｌ） （注）N.D.：検出されず
質：ｐＨ除いてｍｇ／ｌ） （注）N.D.：検出されず
【００２８】高炉スラグ廃水を供給してから約７〜１０
日後に処理水にチオ硫酸化合物、硫化物が検出されなく
なり、ＣＯＤが約５０ｍｇ／ｌ程度に低下した。次に、
処理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→３
時間→２時間と短縮すると、処理水のＣＯＤは１０ｍｇ
／ｌ以下に除去され、硫黄酸化細菌の馴養は完了した。
なお、処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性
硫黄化合物は検出されなかった。硫黄酸化細菌の馴養が
完了したら、処理時間が２〜３時間になるように高炉ス
ラグ廃水を供給して、高炉スラグ廃水の連続処理を行う
ことができる。
日後に処理水にチオ硫酸化合物、硫化物が検出されなく
なり、ＣＯＤが約５０ｍｇ／ｌ程度に低下した。次に、
処理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→３
時間→２時間と短縮すると、処理水のＣＯＤは１０ｍｇ
／ｌ以下に除去され、硫黄酸化細菌の馴養は完了した。
なお、処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性
硫黄化合物は検出されなかった。硫黄酸化細菌の馴養が
完了したら、処理時間が２〜３時間になるように高炉ス
ラグ廃水を供給して、高炉スラグ廃水の連続処理を行う
ことができる。
【００２９】曝気槽のｐＨ制御に用いる硫酸（１０％硫
酸）は、硫黄酸化細菌の馴養が段々進むに連れて消費量
が減少し、硫黄酸化細菌の馴養が完了して高炉スラグ廃
水の連続処理の段階では殆ど消費しなくなる。これはチ
オ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合物が硫酸に
酸化され、この硫酸により外部から酸を添加する事なく
曝気槽のｐＨを適性値に維持することができるためであ
る。
酸）は、硫黄酸化細菌の馴養が段々進むに連れて消費量
が減少し、硫黄酸化細菌の馴養が完了して高炉スラグ廃
水の連続処理の段階では殆ど消費しなくなる。これはチ
オ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合物が硫酸に
酸化され、この硫酸により外部から酸を添加する事なく
曝気槽のｐＨを適性値に維持することができるためであ
る。
【００３０】なお、処理を行った高炉スラグ廃水の水質
例と、硫黄酸化細菌の馴養期間の処理時間と、その後の
処理時間が２〜３時間の連続処理を行ったときの処理水
質の例を表２にまとめて示した。この結果、連続処理の
処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化
合物が検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下、ｐＨも
６．０〜６．５なので、このまま公共用水域に放流する
ことができる。
例と、硫黄酸化細菌の馴養期間の処理時間と、その後の
処理時間が２〜３時間の連続処理を行ったときの処理水
質の例を表２にまとめて示した。この結果、連続処理の
処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化
合物が検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下、ｐＨも
６．０〜６．５なので、このまま公共用水域に放流する
ことができる。
【００３１】前記方法により、下水処理を行っている活
性汚泥から高炉スラグ廃水を用いて硫黄酸化細菌の馴養
を７〜１０日で完了した。即ち、硫黄酸化細菌は、処理
水にチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合物が
検出されなくなった段階で馴養が完了したと考えられ、
その後は還元性硫黄化合物の処理負荷量を増加、即ち処
理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→３時
間と逐次短縮して硫黄酸化細菌の増殖を計った。この硫
黄酸化細菌の増殖期間でも処理水に還元性硫黄化合物が
検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下と良好であっ
た。硫黄酸化細菌の増殖完了後、高炉スラグ廃水を処理
時間が２〜３時間の高効率処理しても処理水に還元性硫
黄化合物が検出されず、また処理水のＣＯＤは１０ｍｇ
／ｌ以下と良好であった。
性汚泥から高炉スラグ廃水を用いて硫黄酸化細菌の馴養
を７〜１０日で完了した。即ち、硫黄酸化細菌は、処理
水にチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合物が
検出されなくなった段階で馴養が完了したと考えられ、
その後は還元性硫黄化合物の処理負荷量を増加、即ち処
理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→３時
間と逐次短縮して硫黄酸化細菌の増殖を計った。この硫
黄酸化細菌の増殖期間でも処理水に還元性硫黄化合物が
検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下と良好であっ
た。硫黄酸化細菌の増殖完了後、高炉スラグ廃水を処理
時間が２〜３時間の高効率処理しても処理水に還元性硫
黄化合物が検出されず、また処理水のＣＯＤは１０ｍｇ
／ｌ以下と良好であった。
【００３２】
【発明の効果】本発明により製鉄所の高炉から発生する
高炉スラグに起因する廃水の処理が容易になり、また処
理設備、処理コストの低減が可能になる。
高炉スラグに起因する廃水の処理が容易になり、また処
理設備、処理コストの低減が可能になる。
【図１】本発明を示す図である。
【図２】硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合物を含む
廃水を処理するためのＯＲＰ制御活性汚泥処理装置の一
例を示す図である。
廃水を処理するためのＯＲＰ制御活性汚泥処理装置の一
例を示す図である。
【図３】中性域で活性で還元性硫黄化合物を酸化する硫
黄酸化細菌のチオ硫酸イオンの酸化速度（活性度）とｐ
Ｈとの関係を示す図である。
黄酸化細菌のチオ硫酸イオンの酸化速度（活性度）とｐ
Ｈとの関係を示す図である。
１ 廃水タンク ２ 廃水供給ポンプ ３ 曝気槽 ４ 散気管 ５ 汚泥沈降槽 ６ レーキ ７ 処理水 ８ ｐＨセンサー ９ ｐＨ制御装置 １０ ＯＲＰセンサー １１ ＯＲＰ制御装置 １２ ルーツブロアー １３ 汚泥返送ポンプ １４ 余剰汚泥
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−268896（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−162394（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−296497（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】 製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに
起因する廃水を生物学的に処理する装置の曝気槽（バイ
オリアクター）に下水の活性汚泥混合液を入れ、この曝
気槽に製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに起因する
廃水を供給し、曝気槽の曝気を廃水に含まれている還元
性硫黄化合物を化学的に硫酸化合物に酸化した時の自由
エネルギー変化量ΔＧ0 より計算で求めた酸化還元電位
（ＯＲＰ）を指標にして管理・制御し、また、曝気槽の
ｐＨを６〜６．５の範囲に管理・制御して馴養・増殖し
たｐＨ６〜６．５の範囲で活性で還元性硫黄化合物を酸
化する硫黄酸化細菌を用いて、製鉄所の高炉から発生す
る高炉スラグに起因する廃水を、曝気槽のＯＲＰが＋１
２０〜＋１８０ｍＶ（銀／塩化銀電極基準）になるよう
に曝気を行い、また、曝気槽のｐＨを６〜６．５の範囲
に管理・制御して廃水中の還元性硫黄化合物に起因する
ＣＯＤを削減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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4095953A JP2622643B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4095953A JP2622643B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269487A JPH05269487A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2622643B2 true JP2622643B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=14151621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4095953A Expired - Lifetime JP2622643B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622643B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162394A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Sumitomo Chem Co Ltd | Treatment of reducible inorg. sulfur containing waste water |
| JPH02268896A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-02 | Nippon Steel Corp | 海水活魚用イケス等の蓄養水槽の浄化処理に適した微生物の馴養、培養方法 |
| JPH03296497A (ja) * | 1990-04-12 | 1991-12-27 | Kawasaki Steel Corp | 硫黄細菌を用いた高炉スラグ浸漬水ｃｏｄの処理方法 |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP4095953A patent/JP2622643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05269487A (ja) | 1993-10-19 |
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