JP5730626B2 - Selenium-containing water reduction treatment apparatus and selenium-containing water reduction treatment method - Google Patents

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Description

本発明は、セレン含有水還元処理装置及びセレン含有水還元処理方法に関する。さらに詳述すると、本発明は、原料や製品としてセレンを扱う工場等から排出される排水、排煙にセレンを含む工場等にて発生する洗煙排水、石炭火力発電所から排出されるセレンを含む脱硫排水等のセレン含有水の還元処理に用いて好適な、セレン含有水還元処理装置及びセレン含有水還元処理方法に関する。   The present invention relates to a selenium-containing water reduction treatment apparatus and a selenium-containing water reduction treatment method. More specifically, the present invention relates to wastewater discharged from factories or the like that handle selenium as a raw material or product, smoke washed wastewater generated in factories or the like that contain selenium in flue gas, and selenium discharged from coal-fired power plants. The present invention relates to a selenium-containing water reduction treatment apparatus and a selenium-containing water reduction treatment method suitable for use in reduction treatment of selenium-containing water such as desulfurization effluent.

セレン(Se)は、平成5年に水質汚濁防止法における有害物質に認定され、0.1mg/Lの排水基準と、0.01mg/Lの水質環境基準が定められた。この排水基準及び水質環境基準を満たすべく、原料や製品としてセレンを扱う工場等から排出される排水、排煙にセレンを含む工場等にて発生する洗煙排水、石炭火力発電所から排出されるセレンを含む脱硫排水等のセレン含有水について、セレン濃度を低減するための適切な対策が求められている。   Selenium (Se) was certified as a hazardous substance in the Water Pollution Control Law in 1993, and a 0.1 mg / L drainage standard and a 0.01 mg / L water quality environmental standard were established. Wastewater discharged from factories that use selenium as raw materials and products, smoke-washed wastewater generated in factories that contain selenium in flue gas, and coal-fired power plants to meet these wastewater standards and water quality environmental standards Appropriate measures for reducing the selenium concentration are required for selenium-containing water such as desulfurization effluent containing selenium.

ここで、セレン含有水中において、セレン(Se)は、セレン酸(SeO 2−)及び亜セレン酸(SeO 2−)の形態で溶解している。 Here, in selenium-containing water, selenium (Se) is dissolved in the form of selenic acid (SeO 4 2− ) and selenious acid (SeO 3 2− ).

亜セレン酸については、鉄と難溶性の塩を形成することから、共沈処理によって排水等から容易に除去することができる(非特許文献1)。また、不溶性の元素セレン(Se)に化学的に還元することも比較的容易である(非特許文献2)。 Since selenite forms a sparingly soluble salt with iron, it can be easily removed from waste water or the like by coprecipitation treatment (Non-patent Document 1). It is also relatively easy to chemically reduce to insoluble elemental selenium (Se 0 ) (Non-patent Document 2).

これに対し、セレン酸は、その化合物の殆どが水への溶解度が高い。したがって、金属類を排水から除去するための凝集沈殿や吸着等といった物理化学な処理方法は有効とは言えない。そのため、セレン酸は、亜セレン酸まで還元してから共沈処理を施したり、あるいは元素セレンに還元したりする必要がある。セレン酸の還元に有効な還元剤については、例えば、塩化チタン、還元性鉄化合物、光触媒等が報告されている(非特許文献3〜5)。   In contrast, most of the compounds of selenic acid have high solubility in water. Therefore, physicochemical treatment methods such as coagulation precipitation and adsorption for removing metals from wastewater are not effective. Therefore, it is necessary to reduce selenic acid to selenious acid and then perform coprecipitation treatment or reduce it to elemental selenium. As the reducing agent effective for the reduction of selenic acid, for example, titanium chloride, a reducing iron compound, a photocatalyst, and the like have been reported (Non-Patent Documents 3 to 5).

しかしながら、セレン酸の化学的な還元に際しては、使用する還元剤の種類を問わず、工場排水試験方法(JIS K 0102)における「塩酸酸性の強酸性下で煮沸」のような、強酸性条件に設定する必要がある。このことから、セレン酸の化学的な還元処理については、高価な金属系還元剤に加えて、pH調整用の多量の酸やアルカリの投入に要する薬剤費が、実用上の障害となっている。   However, during the chemical reduction of selenic acid, regardless of the type of reducing agent used, it is subjected to strong acid conditions such as “boiling under strong acidity of hydrochloric acid” in the factory wastewater test method (JIS K 0102). Must be set. For this reason, in the chemical reduction treatment of selenic acid, in addition to an expensive metal-based reducing agent, the chemical cost required for charging a large amount of acid and alkali for pH adjustment is a practical obstacle. .

薬剤費を低減できる処理方法として、微生物を利用した生物処理法についても検討が進められつつある。微生物を利用した生物処理法においては、反応条件として中性付近のpHとすることが一般的には適していることから(非特許文献6)、pH調整用の酸やアルカリを多量に必要とすることがなく、酸やアルカリにかかる薬剤費を大幅に低減することができる。   A biological treatment method using microorganisms is being studied as a treatment method that can reduce drug costs. In biological treatment methods using microorganisms, it is generally appropriate to set the pH to near neutral as a reaction condition (Non-Patent Document 6), and thus a large amount of acid or alkali for pH adjustment is required. The chemical cost for acid and alkali can be greatly reduced.

公害防止の技術と法規編集委員会編、新・公害防止の技術と法規2009水質編、社団法人産業環境管理協会、東京、2009.Pollution Prevention Technology and Regulations Editorial Committee, New Pollution Prevention Technology and Regulations 2009 Water Quality, Industrial Environment Management Association, Tokyo, 2009. 電力中央研究所報告V07015Electric Power Central Research Institute report V07015 後藤建次郎、TiCl3による水中のSe(VI)の還元・除去、資源と素材、Vol.116、773−777、2000.Kenjiro Goto, reduction / removal of Se (VI) in water with TiCl3, resources and materials, Vol. 116, 773-777, 2000. 林浩志ら、グリーンラスト/フェライト循環処理法によるセレン汚染水処理の連続実証試験、資源と素材、Vol.122、415−422、2006.Hiroshi Hayashi et al., Continuous Demonstration Test of Selenium Contaminated Water Treatment by Green Last / Ferrite Circulation Method, Resources and Materials, Vol. 122, 415-422, 2006. 川辺能成ら、光触媒によるセレン酸除去反応に及ぼす硫酸イオンの影響、資源と素材、Vol.117、282−287、2001.Nobunari Kawabe et al., Effects of sulfate ion on selenate removal reaction by photocatalyst, resources and materials, Vol. 117, 282-287, 2001. Takada T. et al.: Kinetic study on biological reduction of selenium compounds, Process Biochem., Vol.43, 1304−1307, 2008.Takada T. et al. : Kinetic study on biological reduction of selenium compounds, Process Biochem. , Vol. 43, 1304-1307, 2008.

生物処理法により排水等を処理する場合、多孔質セラミック、活性炭、繊維状物質などの比表面積の高い担体に菌体を高密度に付着させて、これを排水と接触させる手法が一般的に行われる。このように、比表面積の高い担体に菌体を高密度に付着させることで、排水をより多くの菌体と接触させて処理効率を高いものとできる。また、担体に菌体を付着させることによって、担体に菌体を留まらせることができ、処理済み排水を処理槽等から排出する際に処理済み排水と同伴して菌体が排出されるのを防いで、長期間安定して処理を行うことが可能となる。   When treating wastewater by the biological treatment method, it is common practice to attach cells to a carrier with a high specific surface area such as porous ceramics, activated carbon, or fibrous material, and then contact it with wastewater. Is called. In this way, by attaching the bacterial cells at a high density to a carrier having a high specific surface area, the waste water can be brought into contact with more bacterial cells to increase the treatment efficiency. In addition, by attaching the bacterial cells to the carrier, the bacterial cells can be retained on the carrier, and when the treated wastewater is discharged from the treatment tank or the like, the bacterial cells are discharged along with the treated wastewater. Therefore, it is possible to perform the treatment stably for a long time.

生物処理法によるセレン含有水中のセレン酸の還元処理についても、同様に、比表面積の高い担体にセレン酸還元菌を高密度に付着させることで、セレン酸の還元処理効率を高いものとして、長期間安定して処理を行うことが考えられる。   Similarly, the reduction treatment of selenate in selenium-containing water by the biological treatment method is also possible by increasing the selenate reduction efficiency by attaching selenate-reducing bacteria to a carrier with a high specific surface area at high density. It is conceivable to carry out processing stably for a period.

しかしながら、本願発明者等が検討を行った結果、ロックウール(繊維化高炉スラグ)等の比表面積の高い担体にセレン酸還元菌を付着させただけでは、菌体の付着直後については一定量のセレン酸還元処理能力が見られたものの、その能力は低く、しかもその能力はすぐに衰えてしまった。したがって、生物処理法によるセレン含有水中のセレン酸の還元処理については、単に比表面積の高い担体にセレン酸還元菌を付着するだけでは、セレン酸の還元処理効率を高いものとして、長期間安定して処理を行うことができないことが明らかとなった。そこで、生物処理法によるセレン含有水中のセレン酸の還元処理について、セレン酸の還元処理効率を高いものとして、長期間安定して処理を行うための別の手法を確立することが望まれる。   However, as a result of investigations by the inventors of the present application, it was found that only by attaching selenate-reducing bacteria to a carrier having a high specific surface area such as rock wool (fibrinized blast furnace slag), a certain amount of bacteria was immediately attached. Although the ability to reduce selenate was observed, the ability was low and the ability quickly declined. Therefore, with regard to the reduction treatment of selenate in selenium-containing water by the biological treatment method, simply attaching selenate-reducing bacteria to a carrier having a high specific surface area makes the reduction treatment efficiency of selenate high and stable for a long time. It became clear that the process could not be performed. Therefore, it is desired to establish another method for stably treating selenic acid in selenium-containing water by a biological treatment method with a high selenic acid reduction treatment efficiency for a long period of time.

また、セレン含有水中の総セレン濃度を低減させる上では、セレン酸の濃度のみならず、亜セレン酸の濃度も低減することが重要となる。したがって、生物処理法によるセレン含有水中のセレン酸の還元処理を実用化する上では、セレン酸の還元処理効率を高いものとして、長期間安定して処理を行いながらも、セレン酸の還元処理と同時に、またはセレン酸の還元処理と連続して、亜セレン酸濃度を低減することのできる技術の確立も望まれる。   Moreover, in order to reduce the total selenium concentration in the selenium-containing water, it is important to reduce not only the concentration of selenic acid but also the concentration of selenious acid. Therefore, in putting the selenic acid reduction treatment in the selenium-containing water by the biological treatment method into practical use, the selenic acid reduction treatment is considered to be highly efficient and the selenic acid reduction treatment At the same time or in succession to the reduction treatment of selenic acid, establishment of a technique capable of reducing the selenite concentration is also desired.

本発明は、生物処理法によるセレン含有水中のセレン酸の還元処理について、セレン酸の還元処理効率を高いものとして、長期間安定して処理を行うための処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。   The present invention provides a treatment apparatus and a treatment method for stably treating selenic acid in selenium-containing water by a biological treatment method with a high selenic acid reduction treatment efficiency for a long period of time. Objective.

また、本発明は、生物処理法によるセレン含有水中のセレン酸の還元処理効率を高いものとして、長期間安定して処理を行いながらも、セレン酸の還元処理と同時に、またはセレン酸の還元処理と連続して、亜セレン酸濃度を低減することのできる処理装置及び処理方法を提供することを目的とする。   In addition, the present invention provides a highly effective reduction treatment of selenic acid in selenium-containing water by a biological treatment method, while performing treatment stably for a long period of time, simultaneously with the reduction treatment of selenic acid, or the reduction treatment of selenic acid. It aims at providing the processing apparatus and processing method which can reduce selenite concentration continuously.

かかる課題を解決するため、本願発明者等が鋭意検討を行った結果、多孔質または繊維状構造の担体をカラム容器に充填し、カラム容器内にセレン酸還元菌の凝集菌体を含む懸濁液を通水させることで、この凝集菌体を担体表面に安定して付着させられることを知見するに至った。つまり、セレン酸還元菌の凝集菌体を担体に付着させることによって、カラム容器にセレン含有水を通水させた場合に、この凝集菌体がセレン含有水に同伴して排出されることなく、担体表面に付着した状態で安定して維持されることを知見するに至った。   As a result of intensive studies by the inventors of the present application in order to solve such a problem, a column container is filled with a porous or fibrous structure carrier, and a suspension containing aggregated cells of selenate-reducing bacteria is contained in the column container. The inventors have found that the aggregated bacterial cells can be stably attached to the surface of the carrier by passing the liquid through. In other words, when the selenium-containing water is allowed to flow through the column container by adhering the aggregated cells of the selenate-reducing bacteria to the carrier, the aggregated cells are not discharged together with the selenium-containing water, It came to know that it was maintained stably in the state adhering to the support | carrier surface.

本願発明者等は、この知見に基づき、セレン酸還元菌ではなく、セレン酸還元菌の凝集菌体を用いることで、多孔質または繊維状構造の担体にセレン酸還元菌の凝集菌体を高密度に付着させて、セレン酸の還元処理効率を高いものとし、長期間安定して処理を行うことが可能であることを知見するに至り、さらに種々検討を重ねて、本発明を完成するに至った。   Based on this finding, the inventors of the present application increased the aggregated cells of selenate-reducing bacteria on a porous or fibrous carrier by using aggregated cells of selenate-reducing bacteria instead of selenate-reducing bacteria. In order to complete the present invention, it was found that the reduction efficiency of selenic acid can be increased by adhering to the density, and that the treatment can be performed stably for a long period of time. It came.

即ち、請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置は、セレン酸還元菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製されたセレン酸還元菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体が充填されたカラム容器と、カラム容器内に有機物を供給する有機物供給装置とを含むものとしている。また、請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法は、セレン酸還元菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製されたセレン酸還元菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体に、セレン含有水と有機物とを接触させる工程を含むようにしている。 That is, in the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1, the flocculated cells containing selenate-reducing bacteria produced by adding a flocculant to a suspension containing selenate-reducing bacteria adhere to the surface. A column container filled with a porous or fibrous carrier and an organic substance supply device for supplying an organic substance into the column container. Further, in the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, the aggregated cells containing the selenate-reducing bacteria produced by adding a flocculant to the suspension containing the selenate-reducing bacteria adhere to the surface. The porous or fibrous structure carrier includes a step of bringing selenium-containing water into contact with an organic substance.

したがって、請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置、請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法によると、多孔質または繊維状構造の担体の表面にセレン酸還元菌を含む凝集菌体を付着させているので、この凝集菌体が担体の表面に安定に保持され、有機物を供給することにより、セレン酸が長期間安定して効率よく還元処理される。しかも、有機物の供給によって凝集菌体がさらに安定して担体の表面に保持されるようになる。   Therefore, according to the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1 and the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, the aggregated cells containing selenate-reducing bacteria on the surface of the porous or fibrous structure carrier Therefore, the aggregated cells are stably held on the surface of the carrier, and by supplying the organic matter, selenate is stably reduced for a long period of time and efficiently. In addition, the aggregated cells are more stably held on the surface of the carrier by supplying the organic matter.

次に、請求項2に記載のセレン含有水還元処理装置は、請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置において、担体の表面に活性水酸化鉄系の亜セレン酸吸着剤を付着させたものとしている。また、請求項8に記載のセレン含有水還元処理方法は、請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法において、担体の表面に活性水酸化鉄系の亜セレン酸吸着剤を付着させたものとしている。 Next, the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 2 is the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1, wherein an active iron hydroxide-based selenite adsorbent is attached to the surface of the support. It is supposed to be. The selenium-containing water reduction treatment method according to claim 8 is the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, wherein an active iron hydroxide-based selenite adsorbent is attached to the surface of the support. It is said.

したがって、請求項2に記載のセレン含有水還元処理装置、請求項8に記載のセレン含有水還元処理方法によると、セレン酸が長期間安定して効率よく還元処理されると共に、担体自体に亜セレン酸が吸着される。これにより、セレン含有水中のセレン酸と亜セレン酸が同時に還元処理され、セレン含有水の総セレン濃度が低減される。   Therefore, according to the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 2 and the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 8, selenic acid is stably reduced and efficiently reduced over a long period of time, and Selenic acid is adsorbed. As a result, selenic acid and selenous acid in the selenium-containing water are simultaneously reduced, and the total selenium concentration in the selenium-containing water is reduced.

ここで、請求項3に記載のセレン含有水還元処理装置のように、請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置におけるカラム容器を第一のカラム容器とし、第一のカラム容器の後段に、亜セレン酸吸着材を充填した第二のカラム容器を更に含むものとしてもよい。また、請求項9に記載のセレン含有水還元処理方法のように、請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法における工程を第一の工程とし、第一の工程により処理されたセレン含有水を、亜セレン酸吸着材に接触させる第二の工程を更に含むようにしてもよい。   Here, like the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 3, the column container in the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1 is used as a first column container, and the first column container is disposed downstream of the first column container. A second column container filled with a selenious acid adsorbent may be further included. Further, as in the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 9, the step in the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7 is the first step, and the selenium-containing water treated by the first step May be further included in the second step of contacting the selenious acid adsorbent with the adsorbent.

この場合には、前段にてセレン酸が長期間安定して効率よく還元処理されると共に、後段にて亜セレン酸が吸着される。これにより、セレン含有水中のセレン酸が前段にて還元された後に、連続して亜セレン酸が後段にて吸着され、セレン含有水の総セレン濃度が低減される。   In this case, selenic acid is stably reduced and efficiently reduced for a long time in the former stage, and selenous acid is adsorbed in the latter stage. Thereby, after selenic acid in selenium-containing water is reduced in the former stage, selenious acid is continuously adsorbed in the latter stage, and the total selenium concentration in the selenium-containing water is reduced.

次に、請求項4に記載のセレン含有水還元処理装置は、請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置において、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌が凝集菌体に更に含まれているものとしている。また、請求項10に記載のセレン含有水還元処理方法は、請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法において、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌が凝集菌体に更に含まれているものとしている。   Next, the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 4 is the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1, wherein the selenium-containing water reduction treatment apparatus further includes bacteria having a function of insolubilizing selenite in the aggregated cells. It is supposed to be. Further, the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 10 is the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, wherein a bacterium having a function of insolubilizing selenite is further included in the aggregated cells. It is supposed to be.

したがって、請求項4に記載のセレン含有水還元処理装置、請求項10に記載のセレン含有水還元処理方法によると、セレン酸が長期間安定して効率よく還元処理されると共に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌が凝集菌体に含まれていることによって、亜セレン酸が長期間安定して効率よく不溶化され、担体表面に付着する。これにより、セレン含有水中のセレン酸と亜セレン酸が同時に還元処理され、セレン含有水の総セレン濃度が低減される。   Therefore, according to the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 4 and the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 10, selenic acid is stably reduced and efficiently reduced over a long period of time, and By containing bacteria having a function of insolubilizing in the aggregated cells, selenious acid is stably and efficiently insolubilized for a long period of time and adheres to the surface of the carrier. As a result, selenic acid and selenous acid in the selenium-containing water are simultaneously reduced, and the total selenium concentration in the selenium-containing water is reduced.

次に、請求項5に記載のセレン含有水還元処理装置において、請求項1又は4に記載のセレン含有水還元処理装置における凝集菌体とは別に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が担体の表面に付着しているものとしている。また、請求項11に記載のセレン酸含有水還元処理方法は、請求項7又は10に記載のセレン含有水還元処理方法における凝集菌体とは別に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が担体の表面に付着しているものとしている。   Next, in the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 5, a bacterium having a function of insolubilizing selenite is separated from the aggregated cells in the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1 or 4. It is assumed that the aggregating bacterial cells are attached to the surface of the carrier. In addition, the selenate-containing water reduction treatment method according to claim 11 is characterized in that, apart from the aggregated cells in the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7 or 10, a bacterium having a function of insolubilizing selenite is used. It is assumed that the aggregating bacterial cells are attached to the surface of the carrier.

したがって、請求項5に記載のセレン含有水還元処理装置、請求項11に記載のセレン含有水還元処理方法によると、セレン酸が長期間安定して効率よく還元処理されると共に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が担体の表面に付着していることによって、亜セレン酸が長期間安定して効率よく不溶化され、担体表面に付着する。これにより、セレン含有水中のセレン酸と亜セレン酸が同時に還元処理され、セレン含有水の総セレン濃度が低減される。   Therefore, according to the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 5 and the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 11, selenic acid is stably reduced and efficiently reduced over a long period of time. Since aggregated cells containing bacteria having a function of insolubilization are attached to the surface of the carrier, selenious acid is stably and efficiently insolubilized for a long period of time and attached to the surface of the carrier. As a result, selenic acid and selenous acid in the selenium-containing water are simultaneously reduced, and the total selenium concentration in the selenium-containing water is reduced.

ここで、請求項6に記載のセレン含有水還元処理装置のように、請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置におけるカラム容器を第一のカラム容器とし、第一のカラム容器の後段に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体が充填された第二のカラム容器を更に含むものとしてもよい。また、請求項12に記載のセレン含有水還元処理方法のように、請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法における工程を第一の工程とし、第一の工程により処理されたセレン含有水を、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体と有機物とに接触させる第二の工程をさらに含むようにしてもよい。   Here, like the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 6, the column container in the selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1 is used as a first column container, and is provided downstream of the first column container. A second column container filled with a porous or fibrous structure carrier on which aggregated cells containing bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached may be further included. Moreover, like the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 12, the step in the selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7 is the first step, and the selenium-containing water treated by the first step. May further include a second step of contacting the organic substance with the porous or fibrous structure carrier on which the aggregated cells containing bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached.

この場合には、前段にてセレン酸が長期間安定して効率よく還元処理されると共に、後段にて亜セレン酸が不溶化され、担体表面に吸着する。これにより、セレン含有水中のセレン酸が前段にて還元された後に、連続して亜セレン酸が後段にて不溶化され、セレン含有水の総セレン濃度が低減される。   In this case, selenic acid is stably reduced efficiently for a long period of time in the former stage, and selenite is insolubilized in the latter stage and adsorbed on the surface of the carrier. Thereby, after selenic acid in selenium-containing water is reduced in the former stage, selenious acid is continuously insolubilized in the latter stage, and the total selenium concentration in the selenium-containing water is reduced.

次に、請求項13に記載のセレン含有水還元処理用担体は、セレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製されたセレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が、多孔質または繊維状構造の担体の表面に付着しているものである。 Next, the selenium-containing water reduction treatment carrier according to claim 13 is prepared by adding a flocculant to a suspension containing a selenate-reducing bacterium and / or a bacterium having a function of insolubilizing selenious acid. Aggregated cells containing selenate-reducing bacteria and / or bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached to the surface of the porous or fibrous structure carrier.

したがって、請求項13に記載のセレン含有水還元処理用担体によると、凝集菌体に含まれる菌体の機能が長期間安定して効率よく発揮される。   Therefore, according to the carrier for selenium-containing water reduction treatment according to claim 13, the function of the cells contained in the aggregated cells is stably and efficiently exhibited for a long period of time.

次に、請求項14に記載のセレン含有水還元処理用担体の作製方法は、セレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製されたセレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体を懸濁した溶液を多孔質または繊維状構造の担体に通液する工程を含むようにしている。 Next, in the method for producing a carrier for selenium-containing water reduction treatment according to claim 14 , a flocculant is added to a suspension containing a selenate-reducing bacterium and / or a bacterium having a function of insolubilizing selenite. The method includes a step of passing a solution in which the produced aggregate cells containing selenate-reducing bacteria and / or bacteria having a function of insolubilizing selenite are suspended through a porous or fibrous carrier.

したがって、請求項1に記載のセレン含有水還元処理用担体の作製方法によると、多孔質または繊維状構造の担体に、セレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体を長期間安定して付着させることができる。これにより、凝集菌体に含まれる菌体の機能が長期間安定して効率よく発揮される。 Thus, according to the manufacturing method of the selenium-containing water reduction carrier according to claim 1 4, a carrier of porous or fibrous structures, the cells having the ability to insolubilize the selenate reducing bacteria and / or selenite The aggregating bacterial cells can be stably attached for a long time. Thereby, the function of the microbial cells contained in the aggregated microbial cells is stably and efficiently exhibited for a long period of time.

請求項1に記載の発明によれば、微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能となる。しかも、カラム容器内にセレン含有水を通水するという極めて簡単な操作で、セレン酸を長期間安定して効率よく還元することができるので、セレン含有水に含まれるセレン酸の還元処理にかかる手間等を従来に比べて大幅に低減することが可能となる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to stably and efficiently reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms. In addition, selenic acid can be reduced stably and efficiently for a long period of time by a very simple operation of passing selenium-containing water into the column container, and thus it takes a reduction treatment of selenic acid contained in selenium-containing water. It is possible to greatly reduce labor and the like as compared with the conventional case.

請求項2に記載の発明によれば、微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、セレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を担体自体に化学的に吸着させて除去することが可能となる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。しかも、カラム容器内にセレン含有水を通水するという極めて簡単な操作で、セレン酸を長期間安定して効率よく還元しながらも、同時に亜セレン酸を化学的に吸着して除去することができるので、セレン含有水の総セレン濃度低減処理を簡便に実施することが可能となる。さらには、同一カラム内にてセレン酸の還元処理と亜セレン酸の吸着処理を実施できるので、装置のコンパクト化を図ることができる。   According to the invention described in claim 2, it is possible to stably reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using a microorganism, Can be removed by chemically adsorbing to the carrier itself (selenous acid originally contained in selenium-containing water, selenious acid produced by reduction of selenic acid). Therefore, the total selenium concentration in the selenate-containing water can be reduced. Moreover, the selenium-containing water can be passed through the column vessel, and the selenium acid can be removed by adsorbing and removing selenite at the same time while reducing selenate stably and efficiently for a long time. Therefore, the total selenium concentration reduction treatment of selenium-containing water can be easily performed. Furthermore, since the reduction process of selenic acid and the adsorption process of selenious acid can be performed in the same column, the apparatus can be made compact.

請求項3に記載の発明によれば、前段のカラム容器内における微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、後段のカラム容器内においてセレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を担体自体に吸着させて除去することが可能となる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。しかも、カラム容器内にセレン含有水を通水するという極めて簡単な操作で、セレン酸を長期間安定して効率よく還元しながらも、連続して亜セレン酸を化学的に吸着して除去することができるので、セレン含有水の総セレン濃度低減処理を簡便に実施することが可能となる。さらには、後段のカラム容器内の亜セレン酸吸着材の亜セレン酸吸着能が低下したときには、新たな亜セレン酸吸着材と交換して、亜セレン酸吸着能を容易に回復させることができるので、装置の利便性を高いものとできる。   According to the third aspect of the present invention, it is possible to stably and efficiently reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms in the preceding column container. In addition, the selenite contained in the selenate-containing water (the selenite originally contained in the selenium-containing water, selenite produced by the reduction of the selenate) in the column container at the latter stage is adsorbed to the carrier itself. It can be removed. Therefore, the total selenium concentration in the selenate-containing water can be reduced. In addition, the selenium-containing water is passed through the column vessel, and the selenium acid is continuously adsorbed and removed chemically while reducing selenate stably and efficiently over a long period of time. Therefore, the total selenium concentration reduction treatment of selenium-containing water can be easily performed. Furthermore, when the selenite adsorption capacity of the selenite adsorbent in the latter column container is reduced, the selenite adsorption capacity can be easily recovered by replacing with a new selenite adsorption material. Therefore, the convenience of the apparatus can be increased.

請求項4及び5に記載の発明によれば、微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌の機能により、セレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を元素セレン等の不溶性セレンとして、担体に吸着させることができる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。しかも、カラム容器内にセレン含有水を通水するという極めて簡単な操作で、セレン酸を長期間安定して効率よく還元しながらも、同時に亜セレン酸を不溶化して担体に付着させて除去することができるので、セレン含有水の総セレン濃度低減処理を簡便に実施することが可能となる。さらには、同一カラム内にてセレン酸の還元処理と亜セレン酸の不溶化・付着処理を実施できるので、装置のコンパクト化を図ることができる。そして、担体に元素セレン等の不溶性セレンが蓄積した場合にも、逆洗により不溶性セレンを除去することができ、担体を交換することなく、セレン酸含有水中の総セレン濃度の低減能力を容易に回復させることができるので、装置の利便性を高いものとできる。 According to the inventions of claims 4 and 5, it is possible to stably and efficiently reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms. Selenium acid contained in selenium-containing water (selenous acid originally contained in selenium-containing water, selenite produced by reduction of selenic acid) by elemental selenium It can be adsorbed on a carrier as insoluble selenium . Therefore, it is possible to reduce the total selenium concentration of selenate-containing water. In addition, the selenium-containing water is passed through the column vessel with a very simple operation, while reducing selenic acid stably and efficiently for a long period of time, while simultaneously insolubilizing selenite and attaching it to the carrier for removal. Therefore, the total selenium concentration reduction treatment of selenium-containing water can be easily performed. Furthermore, since the reduction treatment of selenic acid and the insolubilization / adhesion treatment of selenious acid can be performed in the same column, the apparatus can be made compact. Even when insoluble selenium such as elemental selenium accumulates on the support, insoluble selenium can be removed by backwashing, and the ability to reduce the total selenium concentration in selenate-containing water can be easily achieved without changing the support. Since it can be recovered, the convenience of the apparatus can be enhanced.

請求項6に記載の発明によれば、前段のカラム容器内における微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、後段のカラム容器内においてセレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌の機能により元素セレン等の不溶性セレンとして、後段の担体に吸着させることが可能となる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。しかも、カラム容器内にセレン含有水を通水するという極めて簡単な操作で、セレン酸を長期間安定して効率よく還元しながらも、連続して亜セレン酸を不溶化して担体に付着させて除去することができるので、セレン含有水の総セレン濃度低減処理を簡便に実施することが可能となる。さらには、カラム容器内の担体に元素セレン等の不溶性セレンが蓄積した場合にも、逆洗により不溶性セレンを除去することができ、カラム容器内の担体を交換することなく、セレン酸含有水中の総セレン濃度の低減能力を容易に回復させることができるので、装置の利便性を高いものとできる。   According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to stably and efficiently reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms in a column container in the previous stage. In addition, selenite contained in selenate-containing water in the latter column container (selenite contained in selenium-containing water, selenite produced by reduction of selenate) was insolubilized. Due to the function of the fungus having the function of insoluble, it becomes possible to adsorb it to the subsequent carrier as insoluble selenium such as elemental selenium. Therefore, the total selenium concentration in the selenate-containing water can be reduced. In addition, the selenium-containing water is passed through the column container, and while the selenium acid is stably and efficiently reduced for a long period of time, the selenite is continuously insolubilized and adhered to the carrier. Since it can be removed, the total selenium concentration reduction treatment of selenium-containing water can be easily performed. Furthermore, even when insoluble selenium such as elemental selenium accumulates on the support in the column container, the insoluble selenium can be removed by backwashing, and the selenic acid-containing water can be removed without replacing the support in the column container. Since the ability to reduce the total selenium concentration can be easily recovered, the convenience of the apparatus can be enhanced.

請求項7に記載の発明によれば、微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能となる。   According to the seventh aspect of the present invention, selenic acid contained in selenium-containing water can be stably and efficiently reduced for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms.

請求項8に記載の発明によれば、微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、セレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を担体自体に化学的に吸着させて除去することが可能となる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。   According to the invention described in claim 8, it is possible to stably reduce selenate contained in selenium-containing water stably for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms, Can be removed by chemically adsorbing to the carrier itself (selenous acid originally contained in selenium-containing water, selenious acid produced by reduction of selenic acid). Therefore, the total selenium concentration in the selenate-containing water can be reduced.

請求項9に記載の発明によれば、前段のカラム容器内における微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、後段のカラム容器内においてセレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を担体自体に吸着させて除去することが可能となる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, it becomes possible to stably and efficiently reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms in the column container in the previous stage. In addition, the selenite contained in the selenate-containing water (the selenite originally contained in the selenium-containing water, selenite produced by the reduction of the selenate) in the column container at the latter stage is adsorbed to the carrier itself. It can be removed. Therefore, the total selenium concentration in the selenate-containing water can be reduced.

請求項10又は11に記載の発明によれば、微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌の機能により、セレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を元素セレン等の不溶性セレンとして、担体に吸着させることができる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。 According to the invention described in claim 10 or 11, it is possible to stably and efficiently reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms. Selenium acid contained in selenium-containing water (selenous acid originally contained in selenium-containing water, selenite produced by reduction of selenic acid) by elemental selenium It can be adsorbed on a carrier as insoluble selenium . Therefore, it is possible to reduce the total selenium concentration of selenate-containing water.

請求項12に記載の発明によれば、前段のカラム容器内における微生物を利用した生物処理法により、セレン含有水中に含まれるセレン酸を長期間安定して効率よく還元処理することが可能になると共に、後段のカラム容器内においてセレン酸含有水中に含まれる亜セレン酸(セレン含有水に元々含まれていた亜セレン酸、セレン酸の還元により生じた亜セレン酸)を、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌の機能により元素セレン等の不溶性セレンとして、後段の担体に吸着させることが可能となる。したがって、セレン酸含有水中の総セレン濃度を減少させることができる。   According to the twelfth aspect of the present invention, it is possible to stably and efficiently reduce selenic acid contained in selenium-containing water for a long period of time by a biological treatment method using microorganisms in the preceding column container. In addition, selenite contained in selenate-containing water in the latter column container (selenite contained in selenium-containing water, selenite produced by reduction of selenate) was insolubilized. Due to the function of the fungus having the function of insoluble, it becomes possible to adsorb it to the subsequent carrier as insoluble selenium such as elemental selenium. Therefore, the total selenium concentration in the selenate-containing water can be reduced.

請求項13に記載の発明によれば、セレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が、多孔質または繊維状構造の担体の表面に付着しているので、凝集菌体に含まれる菌体の機能を長期間安定して効率よく発揮させることが可能となる。   According to the invention described in claim 13, the aggregated cell containing the selenate-reducing bacterium and / or the bacterium having the function of insolubilizing selenite is attached to the surface of the porous or fibrous structure carrier. Therefore, the function of the microbial cells contained in the aggregated microbial cells can be stably and efficiently exhibited for a long period of time.

請求項14に記載の発明によれば、多孔質または繊維状構造の担体に、セレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体を長期間安定して付着させることができるので、凝集菌体に含まれる菌体の機能を長期間安定して効率よく発揮させることが可能となる。   According to the invention described in claim 14, agglomerated cells containing a selenate-reducing bacterium and / or a bacterium having a function of insolubilizing selenite are stably attached to a porous or fibrous carrier for a long period of time. Therefore, the function of the cells contained in the aggregated cells can be stably and efficiently exhibited for a long period of time.

第一の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the selenium containing water reduction processing apparatus concerning 1st embodiment. 第二の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the selenium containing water reduction processing apparatus concerning 2nd embodiment. 第三の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the selenium containing water reduction processing apparatus concerning 3rd embodiment. 第四の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the selenium containing water reduction processing apparatus concerning 4th embodiment. 第五の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the selenium containing water reduction processing apparatus concerning 5th embodiment. 比較例1における、装置容積当たりのセレン酸還元速度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the selenate reduction rate per apparatus volume in the comparative example 1. 比較例1における、装置容積当たりの亜セレン酸還元速度の経時変化を示す図である。It is a figure which shows the time-dependent change of the selenite reduction rate per apparatus volume in the comparative example 1. 実施例1における、セレン酸還元菌を用いた場合のセレン酸と亜セレン酸の濃度変化を示す図である。It is a figure which shows the density | concentration change of a selenic acid and selenious acid at the time of using a selenate reducing bacterium in Example 1. FIG. 実施例1における、セレン酸還元菌、亜セレン酸還元菌及び硫酸還元菌を併用した場合のセレン酸と亜セレン酸の還元速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 reduction | restoration rate of a selenic acid and selenious acid at the time of using together a selenate reducing bacterium, a selenite reducing bacterium, and a sulfate reducing bacterium in Example 1. 実施例2における、二連1条件の前段の実験結果を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows the experimental result of the front | former stage of 2 continuous 1 conditions. 実施例2における、二連1条件の後段の実験結果を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows the experimental result of the back | latter stage of 2 continuous 1 conditions. 実施例2における、二連2条件の前段の実験結果を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows the experimental result of the front | former stage of 2 continuous 2 conditions. 実施例2における、二連2条件の後段の実験結果を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows the experimental result of the back | latter stage of double 2 conditions. 実施例2における、二連3条件の前段の実験結果を示す図である。In Example 2, it is a figure which shows the experimental result of the front | former stage of 2 continuous 3 conditions. 実施例2における、二連3条件の後段の実験結果を示す図である。It is a figure in Example 2 which shows the experimental result of the back | latter stage of 2 continuous 3 conditions. 実施例2における、単独1条件の実験結果を示す図である。It is a figure in Example 2 which shows the experimental result of one single condition. 実施例2における、単独2条件の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of single 2 conditions in Example 2. FIG. 実施例2における、単独3条件の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of single 3 conditions in Example 2. FIG. 実施例2における、単独4条件の実験結果を示す図である。It is a figure which shows the experimental result of the single 4 conditions in Example 2. FIG.

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

<第一の実施形態>
以下、本発明の実施形態の一例として、セレン含有水中のセレン酸を生物学的に処理する方法及び装置を第一の実施形態として説明する。
<First embodiment>
Hereinafter, as an example of an embodiment of the present invention, a method and apparatus for biologically treating selenic acid in selenium-containing water will be described as a first embodiment.

第一の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法は、セレン酸還元菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体に、セレン含有水と有機物とを接触させる工程を含むようにしている。   In the selenium-containing water reduction treatment method according to the first embodiment, selenium-containing water and an organic substance are brought into contact with a porous or fibrous structure carrier on which aggregated cells containing selenate-reducing bacteria are attached. The process is included.

第一の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法を実施するための装置の一例を図1に示す。図1に示すセレン含有水還元処理装置1は、セレン酸還元菌を含む凝集菌体4が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体3が充填されたカラム容器2と、カラム容器2内に有機物を供給する有機物供給装置5とを含むものとしている。尚、図1中、符号10はセレン含有水貯留タンクであり、符号11は送液ポンプである。   An example of an apparatus for carrying out the selenium-containing water reduction treatment method according to the first embodiment is shown in FIG. A selenium-containing water reduction treatment apparatus 1 shown in FIG. 1 includes a column container 2 filled with a porous or fibrous carrier 3 having aggregated cells 4 containing selenate-reducing bacteria attached to the surface, and a column container. 2 includes an organic substance supply device 5 for supplying an organic substance. In addition, in FIG. 1, the code | symbol 10 is a selenium containing water storage tank, and the code | symbol 11 is a liquid feeding pump.

セレン酸還元菌は、セレン酸を亜セレン酸に還元する機能を有する菌体であれば特に限定されるものではないが、例えばPseudomonas sp. 4C-Cを用いることが好適である。この細菌は、嫌気条件下でセレン酸を亜セレン酸に還元する能力を持つ細菌である。しかも、エネルギー源として、酵母エキスや含硫アミノ酸あるいは乳酸塩を用いることができるのは勿論のこと、炭素数1〜3の低級アルコール、例えばメタノールやエタノール、プロパノールを用いることも可能である。さらに、高濃度の硝酸イオンや亜硝酸イオン、硫酸イオンの存在下においても、セレン酸の還元と同時に硝酸イオンや亜硝酸イオンを無害な窒素ガスに還元することもできる。即ち、硝酸イオンや亜硝酸イオン、硫酸イオンを高濃度に含み得る石炭火力発電所から排出される脱硫排水をセレン含有水として本発明により還元処理を行う場合に使用して好適なセレン酸還元菌であると言える。尚、この細菌は、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日付けで寄託番号FERM P−20840として寄託されている。しかも、この細菌は、通性嫌気性のセレン酸還元菌であることから、カラム容器内を嫌気性条件とするための窒素ガスパージ等を行うことなく、この細菌自体が遊離酸素を消費することによりカラム容器内を嫌気環境とすることができる。したがって、カラム容器内を嫌気性条件に維持するための操作等を行うことなく、セレン酸還元処理を行うことができるので、この点においても、Pseudomonas sp. 4C-Cの使用は好適である。尚、このことは、Pseudomonas sp. 4C-Cに限らず、他の通性嫌気性のセレン酸還元菌についても当て嵌まることである。 The selenate-reducing bacterium is not particularly limited as long as it has a function of reducing selenate to selenite. For example, Pseudomonas sp. 4C-C is preferably used. This bacterium has the ability to reduce selenate to selenite under anaerobic conditions. Moreover, as an energy source, it is possible to use yeast extract, sulfur-containing amino acid, or lactate, as well as lower alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, and propanol. Furthermore, even in the presence of high concentrations of nitrate ions, nitrite ions, and sulfate ions, nitrate ions and nitrite ions can be reduced to harmless nitrogen gas simultaneously with the reduction of selenate . That is, a selenate-reducing bacterium suitable for use in the reduction treatment according to the present invention using desulfurization effluent discharged from a coal-fired power plant that can contain nitrate ions, nitrite ions, and sulfate ions in high concentrations as selenium-containing water. It can be said that. This bacterium has been deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center as deposit number FERM P-20840 on March 13, 2006. Moreover, since this bacterium is a facultative anaerobic selenate-reducing bacterium, the bacterium itself consumes free oxygen without performing a nitrogen gas purge for making the inside of the column container anaerobic. The inside of the column container can be an anaerobic environment. Therefore, since the selenate reduction treatment can be performed without performing an operation for maintaining the inside of the column container under anaerobic conditions, the use of Pseudomonas sp. 4C-C is also preferable in this respect. This is true not only for Pseudomonas sp. 4C-C but also for other facultative anaerobic selenate-reducing bacteria.

セレン酸還元菌を含む凝集菌体4は、例えば、セレン酸還元菌を含む溶液に、凝集剤を適宜添加して作製される。凝集剤としては、例えばポリ塩化アルミニウム等の無機凝集剤、アクリルアミド−N,N−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体等の高分子凝集剤がが挙げられ、これらを単独で、あるいは併用することで、セレン酸還元菌を凝集させることができる。凝集菌体4の大きさは、視認可能な程度とすればよい。目安としては、セレン酸還元菌を含む溶液に、ポリ塩化アルミニウムであれば300〜500mg/L程度、アクリルアミド−N,N−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体であれば2〜5mg/L程度添加することで、視認可能な大きさの凝集菌体4が形成され得る。   Aggregated bacterial cells 4 containing selenate-reducing bacteria are produced, for example, by appropriately adding an aggregating agent to a solution containing selenate-reducing bacteria. Examples of the flocculant include inorganic flocculants such as polyaluminum chloride and polymer flocculants such as acrylamide-N, N-dimethylaminoethyl acrylate copolymer, and these can be used alone or in combination. Selenate-reducing bacteria can be aggregated. The size of the agglutinating cells 4 may be set to a visible level. As a standard, about 300-500 mg / L for polyaluminum chloride and about 2-5 mg / L for acrylamide-N, N-dimethylaminoethyl acrylate copolymer are added to a solution containing selenate-reducing bacteria. By doing so, the aggregated bacterial cells 4 having a size that can be visually recognized can be formed.

尚、凝集菌体の大きさは、視認可能な大きさとすることが好適であり、0.5mm〜1mm程度とすることがより好適である。凝集菌体4のサイズが小さすぎると担体3の表面に凝集菌体4を十分に付着させ難くなる。また、凝集菌体4のサイズが大きすぎると担体3の空隙等に凝集菌体4が侵入し難くなって、担体3の表面に均一に分散担持させ難くなる。   In addition, it is preferable that the size of the aggregated bacterial cell is a size that can be visually recognized, and more preferably about 0.5 mm to 1 mm. If the size of the aggregated bacterial cell 4 is too small, it is difficult to sufficiently adhere the aggregated bacterial cell 4 to the surface of the carrier 3. In addition, if the size of the aggregated bacterial cells 4 is too large, the aggregated bacterial cells 4 will not easily enter the voids of the carrier 3 and it will be difficult to uniformly disperse and support them on the surface of the carrier 3.

担体3としては、または繊維状構造を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、多孔質セラミック、活性炭、繊維状物質等の比表面積の高い材料を適宜用いることができるが、特にロックウール(繊維化高炉スラグ)を用いることが好適である。ロックウールは、微細な繊維が集まった粒状綿であり、ケイ酸カルシウムを主成分とする素材で、中性付近では溶解や溶出が殆ど見られない。また、高炉から排出されたスラグであることから、安価であるという利点も有している。即ち、担体3にかかるコストを抑えて、セレン含有水の還元処理にかかる総コストを低減することができる。   The carrier 3 is not particularly limited as long as it has a fibrous structure. For example, a material having a high specific surface area such as porous ceramic, activated carbon, and fibrous substance can be used as appropriate. It is particularly preferable to use rock wool (fiberized blast furnace slag). Rock wool is a granular cotton in which fine fibers are gathered, and is a material mainly composed of calcium silicate, and hardly dissolves or dissolves in the vicinity of neutrality. Moreover, since it is the slag discharged | emitted from the blast furnace, it also has the advantage that it is cheap. That is, the cost for the support 3 can be suppressed, and the total cost for the reduction treatment of the selenium-containing water can be reduced.

セレン酸還元菌を含む凝集菌体4は、例えば、以下の方法により担体3の表面に付着させることができる。即ち、カラム容器2内に担体3を充填した後、カラム容器2内に凝集菌体4を含む溶液を通水することにより、担体3の空隙等に凝集菌体4が侵入し、担体3の表面に安定に付着する。   Aggregated cells 4 containing selenate-reducing bacteria can be attached to the surface of the carrier 3 by the following method, for example. That is, after the column container 2 is filled with the carrier 3, the solution containing the aggregated bacterial cells 4 is passed through the column container 2 so that the aggregated bacterial cells 4 enter the voids of the carrier 3 and the like. Stablely adheres to the surface.

また、担体3の表面にセレン酸還元菌を含む凝集菌体4を付着させた後、セレン酸還元菌のエネルギー源となる有機物をカラム容器2内に供給することが好ましい。これにより、凝集菌体4が担体3に安定に付着・保持される効果がさらに増大する。   In addition, it is preferable that an organic substance that serves as an energy source of the selenate-reducing bacteria is supplied into the column container 2 after the aggregated cells 4 containing the selenate-reducing bacteria are attached to the surface of the carrier 3. Thereby, the effect that the agglomerated cells 4 are stably attached to and held on the carrier 3 is further increased.

セレン酸還元菌のエネルギー源となる有機物は、有機物供給装置5から供給される。本実施形態では、容器5aにアルコール封入袋5bが収容され、送液ポンプ11により、セレン含有水がセレン含有水貯留タンク10から容器5aを介してカラム容器2に供給される。容器5aを介してセレン含有水をカラム容器2に供給することで、アルコール封入袋5bから徐放されたアルコール(炭素数1〜3の低級アルコール、より好適にはエタノール)をセレン含有水に混入させて、セレン含有水をカラム容器2内に供給する際に同時にアルコールを供給することが可能となる。   An organic substance that serves as an energy source for the selenate-reducing bacteria is supplied from the organic substance supply device 5. In this embodiment, the alcohol enclosing bag 5b is accommodated in the container 5a, and the selenium-containing water is supplied from the selenium-containing water storage tank 10 to the column container 2 via the container 5a by the liquid feeding pump 11. By supplying selenium-containing water to the column container 2 through the container 5a, the alcohol (lower alcohol having 1 to 3 carbon atoms, more preferably ethanol) gradually released from the alcohol-sealed bag 5b is mixed into the selenium-containing water. Thus, the alcohol can be supplied at the same time when the selenium-containing water is supplied into the column container 2.

微生物のエネルギー源となるアルコール等の有機物の供給は、例えば国際公開2006/135028に開示されている技術を用いて行うことができる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、EVA(エチレン・ビニルアルコール共重合体)等を一部に備える密封構造の容器(袋)の内部にメタノール、エタノール及びプロパノール等のアルコール、乳酸、ギ酸、酢酸及びプロピオン酸等の酸等を有機物として密封することで、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有機物を常時緩やかに供給することができる。   The supply of an organic substance such as alcohol serving as an energy source for microorganisms can be performed using, for example, a technique disclosed in International Publication No. 2006/135028. Specifically, alcohol, such as methanol, ethanol, and propanol, lactic acid, formic acid, acetic acid, and the like inside a sealed container (bag) partially including polyethylene, polypropylene, EVA (ethylene-vinyl alcohol copolymer), etc. By sealing an acid such as propionic acid as an organic substance, the organic substance required by the microorganism can always be gradually supplied without providing a pump or means for controlling the supply amount.

但し、有機物供給装置5は、上記形態のものには限定されず、ポンプや供給量を制御する手段を利用して、セレン含有水と同時に、あるいはセレン含有水とは別に、有機物を供給する装置としてもよい。   However, the organic substance supply device 5 is not limited to the above-described form, and is an apparatus that supplies an organic substance simultaneously with selenium-containing water or separately from selenium-containing water using a pump or a means for controlling the supply amount. It is good.

本実施形態のセレン含有水還元処理装置により、セレン含有水中のセレン酸が亜セレン酸に還元される。この亜セレン酸は、例えば、公知の共沈処理方法(例えば、鉄塩を添加して亜セレン酸を凝集沈殿させて固液分離する方法)等や化学的還元法により除去・回収することができるが、以下に説明する方法により、除去・回収することが好適である。   The selenium-containing water reduction treatment apparatus of this embodiment reduces selenium in selenium-containing water to selenious acid. This selenious acid can be removed and recovered by, for example, a known coprecipitation method (for example, a method in which iron salt is added to coagulate and precipitate selenious acid to separate solid and liquid) or a chemical reduction method. However, it is preferable to remove and collect by the method described below.

<第二の実施形態>
第二の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法は、第一の実施形態におけるセレン含有水還元処理方法において、担体3の表面に亜セレン酸吸着剤3aを付着させたものとしている。
<Second Embodiment>
The selenium-containing water reduction treatment method according to the second embodiment is such that the selenite adsorbent 3a is attached to the surface of the carrier 3 in the selenium-containing water reduction treatment method of the first embodiment.

第二の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法を実施するための装置の一例を図2に示す。図2に示すセレン含有水還元処理装置1aは、セレン酸還元菌を含む凝集菌体4が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体3が充填されたカラム容器2と、カラム容器2内に有機物を供給する有機物供給装置5と、担体3の表面に付着させた亜セレン酸吸着剤3aを含むものとしている。   An example of an apparatus for carrying out the selenium-containing water reduction treatment method according to the second embodiment is shown in FIG. A selenium-containing water reduction treatment apparatus 1a shown in FIG. 2 includes a column container 2 filled with a porous or fibrous carrier 3 having aggregated cells 4 containing selenate-reducing bacteria attached to the surface, and a column container. 2 includes an organic substance supply device 5 for supplying an organic substance, and a selenious acid adsorbent 3 a attached to the surface of the carrier 3.

つまり、第二の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置1aは、第一の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置1とは、担体3の表面に亜セレン酸吸着剤3aが固定されている点において相違しており、その他の構成は共通している。   That is, the selenium-containing water reduction treatment device 1a according to the second embodiment is different from the selenium-containing water reduction treatment device 1 according to the first embodiment in that the selenite adsorbent 3a is fixed on the surface of the carrier 3. And other configurations are common.

亜セレン酸吸着剤3aとしては、亜セレン酸の吸着能力を有し、且つ担体3の多孔質または繊維状構造を維持して担体3の比表面積の大きさを十分に維持できるものを適宜用いることができる。このような亜セレン酸吸着剤としては、例えば、活性水酸化鉄系(ジャロサイト等)の吸着剤等が挙げられ、活性水酸化鉄系吸着剤が表面に付着しているロックエースSF(日鉄環境エンジニアリング製)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   As the selenite adsorbent 3a, an adsorbent capable of adsorbing selenite and capable of maintaining the porous or fibrous structure of the carrier 3 and sufficiently maintaining the size of the specific surface area of the carrier 3 is appropriately used. be able to. As such a selenite adsorbent, for example, an active iron hydroxide (such as jarosite) adsorbent can be cited, and a lock ace SF (day of active iron hydroxide adsorbent adhering to the surface) Iron environmental engineering), but is not limited thereto.

尚、亜セレン酸吸着剤3aの担体3表面への付着とは、担体3と亜セレン酸吸着剤3aの微粒子を混合したり、担体3に亜セレン酸吸着剤3aの微粒子を含む液体を通液させたりすることによる付着は勿論のこと、担体3自体に亜セレン酸吸着剤が含まれていてその表面に亜セレン酸吸着剤が露出しているような形態をも含むものである。   The adhesion of the selenite adsorbent 3a to the surface of the carrier 3 means that the carrier 3 and the fine particles of the selenite adsorbent 3a are mixed or a liquid containing the fine particles of the selenite adsorbent 3a is passed through the carrier 3. As a matter of course, the adhering due to the liquefaction includes a form in which the support 3 itself contains a selenite adsorbent and the selenite adsorbent is exposed on the surface thereof.

本実施形態のように、担体3の表面に亜セレン酸吸着剤3aが付着していることによって、セレン含有水中に含まれているセレン酸がセレン酸還元菌の凝集菌体4により還元されることによる亜セレン酸、さらにはセレン含有水中に元々含まれている亜セレン酸が担体3の表面に吸着される。これにより、セレン含有水中の総セレン濃度を低下させることができる。   Since the selenite adsorbent 3a is attached to the surface of the carrier 3 as in the present embodiment, the selenate contained in the selenium-containing water is reduced by the aggregate cells 4 of the selenate-reducing bacteria. As a result, selenious acid and selenous acid originally contained in the selenium-containing water are adsorbed on the surface of the carrier 3. Thereby, the total selenium concentration in the selenium-containing water can be reduced.

しかも、本願発明者等の実験によれば、ロックエースSFをPseudomonas sp. 4C-C株の付着担体とした場合、極めて効率よくセレン酸の還元処理を行うことができ、その処理速度は、装置容積当たりで32mg/(L・日)であることが確認されている。このことから、本実施形態の処理方法および処理装置によれば、単にセレン酸の還元と亜セレン酸の除去が行われるのみならず、セレン酸の還元効率の向上効果も奏され得る。つまり、セレン酸の還元効率を向上させながらも、同時に亜セレン酸の除去を行うことができるという特有の効果が奏され得る。この効果は、例えば、担体3に亜セレン酸吸着剤3aが付着していることによって、凝集菌体4を付着し得る面積が増大したことが要因の一つと考えられる。さらには、同一のカラム容器内でセレン酸を不溶性セレンに変換することができ、装置のコンパクト化を図り易いという利点も有している。   Moreover, according to the experiments by the inventors of the present application, when Rockace SF is used as an adhesion carrier for the Pseudomonas sp. 4C-C strain, the reduction treatment of selenic acid can be performed very efficiently. It has been confirmed to be 32 mg / (L · day) per volume. From this, according to the processing method and processing apparatus of this embodiment, not only reduction of selenic acid and removal of selenious acid are performed, but also the effect of improving the reduction efficiency of selenic acid can be achieved. That is, it is possible to achieve a specific effect that selenite can be removed at the same time while improving the reduction efficiency of selenate. This effect is considered to be one of the factors, for example, because the selenite adsorbent 3a attached to the carrier 3 increases the area to which the aggregated bacterial cells 4 can be attached. Furthermore, selenic acid can be converted into insoluble selenium in the same column container, and there is an advantage that the apparatus can be easily made compact.

<第三の実施形態>
第三の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法は、第一の実施形態のセレン含有水還元処理方法における工程を第一の工程とし、第一の工程により処理されたセレン含有水を、亜セレン酸吸着材6に接触させる第二の工程を更に含むようにしている。
<Third embodiment>
In the selenium-containing water reduction treatment method according to the third embodiment, the step in the selenium-containing water reduction treatment method of the first embodiment is the first step, and the selenium-containing water treated in the first step is sublimated. A second step of contacting the selenate adsorbent 6 is further included.

第三の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法を実施するための装置の一例を図3に示す。図3に示すセレン含有水還元処理装置1bは、セレン酸還元菌を含む凝集菌体4が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体3が充填された第一のカラム容器2と、第一のカラム容器2内に有機物を供給する有機物供給装置5と、第一のカラム容器2の後段に設置され、亜セレン酸吸着材6を充填した第二のカラム容器12を更に含むものとしている。   An example of an apparatus for carrying out the selenium-containing water reduction treatment method according to the third embodiment is shown in FIG. A selenium-containing water reduction treatment apparatus 1b shown in FIG. 3 includes a first column container 2 filled with a porous or fibrous carrier 3 having aggregated bacterial cells 4 containing selenate-reducing bacteria attached to the surface. , Further comprising an organic substance supply device 5 for supplying an organic substance into the first column container 2 and a second column container 12 which is installed at the rear stage of the first column container 2 and is filled with a selenious acid adsorbent 6 It is said.

つまり、第三の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置1bは、第一の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置1とは、亜セレン酸吸着材6を充填した第二のカラム容器12が第一のカラム容器2の後段に設置されている点において相違しており、その他の構成は共通している。   That is, the selenium-containing water reduction treatment apparatus 1b according to the third embodiment is different from the selenium-containing water reduction treatment apparatus 1 according to the first embodiment in the second column container 12 filled with the selenious acid adsorbent 6. Is different from the first column container 2 in the subsequent stage, and the other configurations are common.

第二のカラム容器12に充填される亜セレン酸吸着材6としては、亜セレン酸の吸着能力を有するものを適宜用いることができる。このような亜セレン酸吸着材としては、ジャロサイト系吸着剤が表面に付着しているロックエースSF(日鉄環境エンジニアリング製)、ハイドロタルサイト系吸着剤が表面に付着しているロックエースFF(日鉄環境エンジニアリング製)が挙げられ、特に、比表面積の大きなロックエースSFを用いることが好適であるが、これらに限定されるものではない。   As the selenious acid adsorbent 6 filled in the second column container 12, a material having an ability to adsorb selenious acid can be appropriately used. Examples of such selenite adsorbents include Rockace SF (manufactured by Nippon Steel Environmental Engineering) with jarosite-based adsorbent attached to the surface, and Rockace FF with hydrotalcite-based adsorbent attached to the surface. (Manufactured by Nippon Steel Environmental Engineering Co., Ltd.) can be mentioned, and it is particularly preferable to use Rockace SF having a large specific surface area, but is not limited thereto.

本実施形態のように、第一のカラム容器2の後段に、亜セレン酸吸着材6を充填した第二のカラム容器12を設置することによって、第一のカラム容器2から排出されるセレン含有水中の亜セレン酸(第一のカラム容器2内の凝集菌体4によるセレン酸の還元により生じた亜セレン酸、さらにはセレン含有水中に元々含まれる亜セレン酸)が、第二のカラム容器12内の亜セレン酸吸着材6に吸着される。これにより、セレン含有水中の総セレン濃度を低下させることができる。   Containing selenium discharged from the first column container 2 by installing the second column container 12 filled with the selenious acid adsorbent 6 in the subsequent stage of the first column container 2 as in this embodiment. Selenious acid in water (selenous acid produced by reduction of selenic acid by aggregated cells 4 in the first column container 2 and further selenious acid originally contained in selenium-containing water) is contained in the second column container. 12 is adsorbed on the selenious acid adsorbent 6 in the inside. Thereby, the total selenium concentration in the selenium-containing water can be reduced.

しかも、本実施形態の場合のように、亜セレン酸吸着材6を充填した第二のカラム容器12を、第一のカラム容器2の後段に設置することによって、亜セレン酸吸着材6の亜セレン酸吸着能が低下したときには、新たな亜セレン酸吸着材6と交換して、亜セレン酸吸着能を容易に回復させることができる。したがって、装置の利便性を高いものとできる。   In addition, as in the case of the present embodiment, the second column container 12 filled with the selenious acid adsorbent 6 is installed at the subsequent stage of the first column container 2, so that When the selenate adsorption capacity decreases, the selenite adsorption capacity can be easily recovered by replacing with a new selenite adsorption material 6. Therefore, the convenience of the apparatus can be increased.

<第四の実施形態>
第四の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法は、第一の実施形態におけるセレン含有水還元処理方法において、凝集菌体4を、セレン酸還元菌に加えて、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を更に含むもの(凝集菌体4’)としている。あるいは、第一の実施形態のセレン含有水還元処理方法における凝集菌体4とは別に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’を更に含むものとしている。
<Fourth embodiment>
The selenium-containing water reduction treatment method according to the fourth embodiment is a function of adding flocculated cells 4 to selenate-reducing bacteria and insolubilizing selenite in the selenium-containing water reduction treatment method of the first embodiment. It is assumed that it further contains a fungus having the above (aggregated bacterial cell 4 '). Alternatively, in addition to the aggregated cells 4 in the selenium-containing water reduction treatment method of the first embodiment, the aggregated cells 4 ″ including bacteria having a function of insolubilizing selenite are further included.

第四の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法を実施するための装置の一例を図4に示す。図4に示すセレン含有水還元処理装置1cは、凝集菌体4’及び/又は凝集菌体4’’が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体3が充填されたカラム容器2と、カラム容器2内に有機物を供給する有機物供給装置5と、担体3の表面に付着させた亜セレン酸吸着剤を含むものとしている。   An example of an apparatus for carrying out the selenium-containing water reduction treatment method according to the fourth embodiment is shown in FIG. The selenium-containing water reduction treatment apparatus 1c shown in FIG. 4 is a column container 2 filled with a porous or fibrous carrier 3 having aggregated bacterial cells 4 ′ and / or aggregated bacterial cells 4 ″ attached to the surface. And an organic substance supply device 5 for supplying an organic substance into the column container 2, and a selenite adsorbent adhering to the surface of the carrier 3.

つまり、図4に示すセレン含有水還元処理装置1cは、第一の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置1とは、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を更に含む点において相違しており、その他の構成は共通している。   That is, the selenium-containing water reduction treatment apparatus 1c shown in FIG. 4 is different from the selenium-containing water reduction treatment apparatus 1 according to the first embodiment in that it further includes a bacterium having a function of insolubilizing selenite. Other configurations are common.

亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌は、セレン酸還元菌を含む凝集菌体4に含ませて凝集菌体4’としてもよいし、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’を別途作製して担体3に付着させるようにしてもよい。   The bacterium having the function of insolubilizing selenite may be included in the flocculated cell body 4 ′ containing the selenate-reducing bacteria to form the flocculated cell body 4 ′, or the bacterium having the function of insolubilizing selenite. The body 4 ″ may be prepared separately and attached to the carrier 3.

セレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’の作製は、例えば、これらの菌体を懸濁した懸濁液に上記第一の実施形態で挙げた凝集剤を適宜添加することで行うことができる。亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’の作製についても、同様である。但し、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌の中には、例えば亜セレン酸を元素セレンに還元して不溶化する機能を持つパラコッカス属の菌体のように、凝集し難い菌体も存在する。このように、凝集し難い菌体に対しては、無機凝集剤と高分子凝集剤を併用することが好ましい。また、凝集菌体の大きさについては、第一の実施形態において説明した通りである。   Production of the aggregated microbial cell 4 ′ containing a selenate-reducing bacterium and a bacterium having a function of insolubilizing selenite is performed by, for example, the aggregation described in the first embodiment in a suspension in which these microbial cells are suspended. It can carry out by adding an agent suitably. The same applies to the production of aggregated bacterial cells 4 ″ containing bacteria having a function of insolubilizing selenite. However, among bacteria having the function of insolubilizing selenite, there are also cells that are difficult to aggregate, such as Paracoccus cells that have the function of reducing selenite to elemental selenium and making it insoluble. . As described above, it is preferable to use an inorganic flocculant and a polymer flocculant in combination for bacterial cells that are difficult to aggregate. Further, the size of the aggregated bacterial cells is as described in the first embodiment.

亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌としては、例えば亜セレン酸を直接元素セレンに還元する亜セレン酸還元菌、硫酸イオンを原料として硫化水素を生成し、この硫化水素によって亜セレン酸を元素セレン等の不溶性セレンに変換する硫酸還元菌等が挙げられるが、亜セレン酸を直接的にまたは間接的に不溶化し得る細菌であれば、必ずしもこれらの細菌に限定されるものではない。   Examples of bacteria having a function of insolubilizing selenite include, for example, selenite-reducing bacteria that directly reduce selenite to elemental selenium, and hydrogen sulfide is generated from sulfate ions as a raw material. Examples include sulfate-reducing bacteria that convert to insoluble selenium such as selenium, but the bacteria are not necessarily limited to these bacteria as long as they are capable of insolubilizing selenite directly or indirectly.

亜セレン酸還元菌は、亜セレン酸を元素セレンに還元する機能を有する細菌であれば特に限定されるものではないが、例えばパラコッカス属の細菌、好適にはParacoccus pantotrophus JCM-6892株が挙げられる。この細菌は、嫌気条件下で亜セレン酸を元素セレンに還元する能力を持つ細菌である。しかも、エネルギー源として、酵母エキスや含硫アミノ酸あるいは乳酸塩を用いることができるのは勿論のこと、炭素数2〜3の低級アルコール、例えばエタノールやプロパノールを用いることも可能である。さらに、高濃度の硝酸イオンや亜硝酸イオン、硫酸イオンの存在下においても、亜セレン酸の還元と同時に硝酸イオンや亜硝酸イオンを無害な窒素ガスに還元することもできる。即ち、硝酸イオンや亜硝酸イオン、硫酸イオンを高濃度に含み得る石炭火力発電所から排出される脱硫排水をセレン含有水として本発明により還元処理を行う場合に使用して好適な亜セレン酸還元菌であると言える。しかも、この細菌は、通性嫌気性の亜セレン酸還元菌であることから、カラム容器内を嫌気性条件とするための窒素ガスパージ等を行うことなく、この細菌自体が遊離酸素を消費することによりカラム容器内を嫌気環境とすることができる。したがって、カラム容器内を嫌気性条件に維持するための操作等を行うことなく、亜セレン酸還元処理を行うことができるので、この点においても、Paracoccus pantotrophus JCM-6892株の使用は好適である。尚、このことは、Paracoccus pantotrophus JCM-6892株に限らず、他の通性嫌気性の亜セレン酸還元菌についても当て嵌まることである。 The selenite-reducing bacterium is not particularly limited as long as it has a function of reducing selenite to elemental selenium. Examples thereof include bacteria of the genus Paracoccus, preferably Paracoccus pantotrophus JCM-6892. . This bacterium is capable of reducing selenite to elemental selenium under anaerobic conditions. Moreover, as an energy source, it is possible to use yeast extract, sulfur-containing amino acid or lactate, as well as lower alcohols having 2 to 3 carbon atoms such as ethanol and propanol. Furthermore, even in the presence of high concentrations of nitrate ions, nitrite ions, and sulfate ions, nitrate ions and nitrite ions can be reduced to harmless nitrogen gas simultaneously with the reduction of selenite . That is, selenite reduction suitable for use in the reduction treatment according to the present invention using desulfurization effluent discharged from a coal-fired power plant that can contain nitrate ions, nitrite ions, and sulfate ions at high concentrations as selenium-containing water. It can be said that it is a fungus. In addition, since this bacterium is a facultative anaerobic selenite-reducing bacterium, the bacterium itself consumes free oxygen without performing a nitrogen gas purge or the like for making the inside of the column container anaerobic. Thus, the inside of the column container can be made an anaerobic environment. Therefore, since selenite reduction treatment can be performed without performing an operation for maintaining the inside of the column container under anaerobic conditions, the use of Paracoccus pantotrophus JCM-6892 strain is also suitable in this respect. . This is true not only for Paracoccus pantotrophus JCM-6892 but also other facultative anaerobic selenite-reducing bacteria.

硫酸還元菌は、硫酸イオンを原料として硫化水素を産生する機能を有する細菌であれば特に限定されるものではないが、例えば、デスルフォビブリオ(Desulfovibrio)属に属する微生物であるHT−1株が挙げられる。この細菌は、嫌気条件下で硫酸イオンを原料として硫化水素を産生する細菌である。しかも、エネルギー源として、酵母エキスや含硫アミノ酸あるいは乳酸塩を用いることができるのは勿論のこと、炭素数1〜3の低級アルコール、例えばメタノールやエタノール、プロパノールを用いることも可能である。さらに、高濃度の硝酸イオンや亜硝酸イオンの存在下においても、硫酸イオンを原料として硫化水素を産生する細菌である。即ち、硝酸イオンや亜硝酸イオン、硫酸イオンを高濃度に含み得る石炭火力発電所から排出される脱硫排水をセレン含有水として、硫酸イオンを原料として硫化水素を産生することができ、脱硫排水を対象として本発明によりセレン還元処理を行う場合に使用して好適な硫酸還元菌であると言える。尚、この細菌は、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日付けで寄託番号FERM P−21577として寄託されている。   The sulfate-reducing bacterium is not particularly limited as long as it is a bacterium having a function of producing hydrogen sulfide using sulfate ions as a raw material. For example, an HT-1 strain which is a microorganism belonging to the genus Desulfovibrio is available. Can be mentioned. This bacterium is a bacterium that produces hydrogen sulfide using sulfate ions as a raw material under anaerobic conditions. Moreover, as an energy source, it is possible to use yeast extract, sulfur-containing amino acid, or lactate, as well as lower alcohols having 1 to 3 carbon atoms such as methanol, ethanol, and propanol. Furthermore, it is a bacterium that produces hydrogen sulfide using sulfate ions as a raw material even in the presence of high concentrations of nitrate ions and nitrite ions. That is, desulfurization wastewater discharged from coal-fired power plants that can contain nitrate, nitrite, and sulfate ions in high concentrations can be used as selenium-containing water, and hydrogen sulfide can be produced using sulfate ions as a raw material. It can be said that it is a sulfate-reducing bacterium suitable for use in the case of performing selenium reduction treatment according to the present invention as an object. This bacterium has been deposited at the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Patent Biological Deposit Center as deposit number FERM P-21577 on May 21, 2008.

尚、上記のような炭素数1〜3の低級アルコールを利用できる細菌を利用することによって、有機物供給装置5から供給する有機物をエネルギー源として共用させることが可能となり、上述の第一の実施形態における有機物供給装置5(容器5a、アルコール封入袋5b)を、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌のための有機物供給装置として利用することが可能になる。但し、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌のための有機物供給装置は、有機物供給装置5とは別に設けるようにしても勿論良い。また、有機物供給装置を別途設ける場合には、ポンプや供給量を制御する手段を利用して、セレン含有水と同時に、あるいはセレン含有水とは別に、有機物を供給する装置としてもよい。尚、硫酸還元菌を用いる場合、セレン含有水中に硫酸イオンが含まれていない場合には、硫酸イオンを別途添加するようにしてもよい。   In addition, it becomes possible to share the organic substance supplied from the organic substance supply apparatus 5 as an energy source by utilizing the bacteria which can utilize the above C1-C3 lower alcohol, The above-mentioned 1st embodiment. The organic substance supply device 5 (container 5a, alcohol-filled bag 5b) can be used as an organic substance supply device for bacteria having a function of insolubilizing selenious acid. However, as a matter of course, the organic substance supply device for the fungus having the function of insolubilizing selenite may be provided separately from the organic substance supply device 5. In the case where an organic substance supply device is separately provided, an organic substance supply device may be used simultaneously with the selenium-containing water or separately from the selenium-containing water by using a pump or a means for controlling the supply amount. When sulfate-reducing bacteria are used, if sulfate ions are not contained in the selenium-containing water, sulfate ions may be added separately.

セレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’は、上述の第一の実施形態と同様の方法で担体3に付着させることができる。また、セレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’を担体3の表面に付着させた後、セレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌のエネルギー源となる有機物をカラム容器2内に供給することが好ましい。また、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’を担体3の表面に付着させた後、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌のエネルギー源となる有機物をカラム容器2内に供給することが好ましい。これにより、凝集菌体4’、4’’が担体3に安定に付着・保持される効果がさらに増大する。   Aggregated microbial cell 4 ′ containing a selenate-reducing bacterium and a bacterium having a function to insolubilize selenite, and an aggregated microbial cell 4 ″ containing a bacterium having a function to insolubilize selenite are the first embodiment described above. It can be made to adhere to the support | carrier 3 by the method similar to. In addition, a bacterial cell having a function of insolubilizing selenate-reducing bacteria and selenious acid after adhering to the surface of the carrier 3 an aggregating bacterial cell 4 ′ containing a selenate-reducing bacterium and a bacterium having a function of insolubilizing selenite. It is preferable to supply an organic substance as an energy source into the column container 2. In addition, after aggregating bacterial cells 4 '' containing bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached to the surface of the carrier 3, an organic substance serving as an energy source of the bacteria having a function of insolubilizing selenite is used as a column container. 2 is preferably supplied. Thereby, the effect that the aggregated bacterial cells 4 ′, 4 ″ are stably attached to and retained on the carrier 3 is further increased.

本実施形態のように、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を併用することによって、セレン含有水中に含まれているセレン酸がセレン酸還元菌を含む凝集菌体4または凝集菌体4’により還元されることによる亜セレン酸、さらにはセレン含有水中に元々含まれている亜セレン酸が元素セレン等の不溶性セレンに変換され、担体3の表面に付着する。これにより、セレン含有水中の総セレン濃度を低下させることができる。   As in the present embodiment, by using a bacterium having a function of insolubilizing selenite together, the selenate contained in the selenium-containing water is an aggregated cell 4 or aggregated cell 4 ′ containing selenate-reducing bacteria. The selenious acid reduced by the above, and further selenious acid originally contained in the selenium-containing water is converted into insoluble selenium such as elemental selenium and adheres to the surface of the carrier 3. Thereby, the total selenium concentration in the selenium-containing water can be reduced.

しかも、本実施形態の処理方法および処理装置によれば、同一のカラム容器内でセレン酸を不溶性セレンに変換することができ、装置のコンパクト化を図り易いという利点も有している。しかも、担体3は多孔質または繊維状構造を有する担体であることから、逆洗(通水方向と逆向きに水(処理水でも可)を流すことにより付着した不溶性セレンを除去する)を適用することが可能な構成となっている。したがって、元素セレン等の不溶性セレンが蓄積した段階で逆洗を行うことで、セレン酸の還元処理能力を容易に回復させることができる利便性も有している。   Moreover, according to the processing method and the processing apparatus of the present embodiment, selenic acid can be converted into insoluble selenium in the same column container, and there is an advantage that the apparatus can be easily made compact. In addition, since the carrier 3 is a carrier having a porous or fibrous structure, backwashing (removing insoluble selenium adhered by flowing water (treated water is possible) in the direction opposite to the water flow direction) is applied. It is possible to do this. Therefore, by performing backwashing at the stage where insoluble selenium such as elemental selenium is accumulated, there is also the convenience that the reduction ability of selenic acid can be easily recovered.

<第五の実施形態>
第五の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法は、第一の実施形態のセレン含有水還元処理方法における工程を第一の工程とし、第一の工程により処理されたセレン含有水を、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体と有機物とに接触させる第二の工程をさらに含むようにしている。
<Fifth embodiment>
In the selenium-containing water reduction treatment method according to the fifth embodiment, the step in the selenium-containing water reduction treatment method of the first embodiment is the first step, and the selenium-containing water treated in the first step is The method further includes a second step in which the aggregated cells containing bacteria having a function of insolubilizing selenate are brought into contact with a porous or fibrous structure carrier attached to the surface and an organic substance.

第五の実施形態にかかるセレン含有水還元処理方法を実施するための装置の一例を図5に示す。図5に示すセレン含有水還元処理装置1dは、凝集菌体4が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体3が充填された第一のカラム容器2と、第一のカラム容器2の後段に設置され、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体13が充填された第二のカラム容器12と、第一のカラム容器2及び第二のカラム容器12に有機物を供給する有機物供給装置5とを含むものとしている。   An example of an apparatus for carrying out the selenium-containing water reduction treatment method according to the fifth embodiment is shown in FIG. A selenium-containing water reduction treatment apparatus 1d shown in FIG. 5 includes a first column container 2 filled with a porous or fibrous carrier 3 having aggregated bacterial cells 4 attached to the surface, and a first column container. 2 and a second column container filled with a porous or fibrous structure carrier 13 attached to the surface with agglomerated cells 4 '' containing bacteria having a function of insolubilizing selenite. 12, and an organic substance supply device 5 that supplies organic substances to the first column container 2 and the second column container 12.

つまり、図5に示すセレン含有水還元処理装置1dは、第一の実施形態にかかるセレン含有水還元処理装置1とは、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体13が充填された第二のカラム容器12が第一のカラム容器2の後段に設置されている点において相違しており、その他の構成は共通している。   That is, the selenium-containing water reduction treatment apparatus 1d shown in FIG. 5 is different from the selenium-containing water reduction treatment apparatus 1 according to the first embodiment in that the aggregated microbial cells 4 '' containing bacteria having a function of insolubilizing selenite. Is different in that the second column container 12 filled with the porous or fibrous structure carrier 13 attached to the surface is installed in the subsequent stage of the first column container 2. Are common.

第二のカラム容器12に充填される担体13は、第一のカラム容器に充填される担体3と同様、多孔質セラミック、活性炭、繊維状物質等の比表面積の高い材料を適宜用いることができるが、特にロックウール(繊維化高炉スラグ)を用いることが好適である。   As the carrier 13 filled in the second column container 12, a material having a high specific surface area such as porous ceramic, activated carbon, and fibrous substance can be used as appropriate, like the carrier 3 filled in the first column container. However, it is particularly preferable to use rock wool (fiberized blast furnace slag).

亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌は、第四の実施形態で挙げた細菌と同様のものを用いることができる。また、凝集菌体4’’の作製方法は、第四の実施形態で挙げた方法と同様の方法を用いることができる。   As the bacteria having the function of insolubilizing selenite, the same bacteria as those mentioned in the fourth embodiment can be used. Further, as the method for producing the aggregated bacterial cell 4 ″, the same method as that described in the fourth embodiment can be used.

セレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌のエネルギー源としての有機物が共通している場合には、本実施形態のように、有機物供給装置5から第一のカラム容器2に有機物を供給し、その残りをさらに第二のカラム容器12に供給することで、セレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌の双方を機能させ得る。   In the case where an organic substance as an energy source of bacteria having a function of insolubilizing selenate-reducing bacteria and selenite is common, the organic substance is supplied from the organic substance supply device 5 to the first column container 2 as in the present embodiment. , And the remainder thereof is further supplied to the second column container 12 so that both the selenate-reducing bacteria and the bacteria having the function of insolubilizing selenite can be functioned.

亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’は、上述の第一の実施形態と同様の方法で担体13に付着させることができる。また、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’を担体13の表面に付着させた後、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌のエネルギー源となる有機物を第二のカラム容器12内に供給することが好ましい。これにより、凝集菌体4’’が担体13に安定に付着・保持される効果がさらに増大する。   Aggregated bacterial cells 4 '' containing bacteria having a function of insolubilizing selenite can be attached to the carrier 13 by the same method as in the first embodiment. In addition, after aggregating bacterial cells 4 ″ containing bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached to the surface of the carrier 13, an organic substance serving as an energy source of the bacteria having a function of insolubilizing selenite is added to the second organic substance. The column container 12 is preferably supplied. Thereby, the effect that the aggregated bacterial cells 4 ″ are stably attached to and held on the carrier 13 is further increased.

本実施形態のように、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を併用することによって、セレン含有水中に含まれているセレン酸がセレン酸還元菌の凝集菌体4により還元されることによる亜セレン酸、さらにはセレン含有水中に元々含まれている亜セレン酸が元素セレン等の不溶性セレンに変換され、担体13の表面に付着する。これにより、セレン含有水中の総セレン濃度を低下させることができる。   As in this embodiment, by using a bacterium having a function of insolubilizing selenite in combination, selenate contained in the selenium-containing water is reduced by the aggregate cells 4 of the selenate-reducing bacteria. Selenic acid and further selenious acid originally contained in the selenium-containing water are converted into insoluble selenium such as elemental selenium and adhere to the surface of the carrier 13. Thereby, the total selenium concentration in the selenium-containing water can be reduced.

しかも、本実施形態の処理方法および処理装置によれば、二つのカラム容器を用いて連続的にセレン酸を不溶性セレンに変換することができることから、第二のカラム容器12の担体13に元素セレン等の不溶性セレンが蓄積したときには、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体4’’が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体を充填した新たな第二のカラム容器12と交換するだけで、亜セレン酸の不溶化処理能力を容易に回復させることができる利便性、あるいは元素セレン等の不溶性セレンが蓄積した段階で逆洗を行うことで、亜セレン酸の不溶化処理能力を容易に回復させることができる利便性を有している。   Moreover, according to the processing method and the processing apparatus of this embodiment, selenic acid can be continuously converted into insoluble selenium using two column containers, so that element selenium is added to the carrier 13 of the second column container 12. When insoluble selenium such as selenium accumulates, a new second filler filled with a porous or fibrous structure carrier to which agglomerated cells 4 '' containing bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached to the surface. By simply replacing the column container 12, the insolubilization ability of selenite can be easily recovered, or by performing backwashing when insoluble selenium such as elemental selenium has accumulated, It has the convenience that the insolubilization treatment capacity can be easily recovered.

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、上述の実施形態では、凝集菌体4をセレン酸還元菌を含むもの、あるいはセレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含むものとしていたが、これらの菌以外の菌、例えばセレン含有液に含まれている物質等に応じて、当該物質を除去・変換等し得る菌を適宜含むものとしてもよい。   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, in the above-described embodiment, the aggregated cell body 4 includes a selenate-reducing bacterium or a selenate-reducing bacterium and a bacterium having a function of insolubilizing selenite. For example, according to the substance etc. which are contained in the selenium containing liquid, it is good also as what contains the microbe which can remove and convert the said substance suitably.

また、上述の実施形態では、上向流のカラム装置としたが、下向流のカラム装置としてもよい。担体を反応槽に浸漬して、処理対象のセレン含有水と接触させてもよい。   In the above-described embodiment, the upward flow column apparatus is used, but a downward flow column apparatus may be used. The carrier may be immersed in a reaction tank and contacted with the selenium-containing water to be treated.

さらに、第一のカラム容器2は並列に複数個並べてあるいは直列に複数個接続してセレン含有水を処理するようにしてもよい。第二のカラム容器12についても並列に複数個並べてあるいは直列に複数個接続してセレン含有水を処理するようにしてもよい。この場合には、セレン含有水の滞留時間を長くして、処理効率をより高いものとできると共に、カラム容器を一部交換している間も残りのカラム容器にて処理を継続することができ、実排水の処理に非常に好適な形態となる。   Further, a plurality of first column containers 2 may be arranged in parallel or connected in series to treat selenium-containing water. A plurality of the second column containers 12 may be arranged in parallel or connected in series to treat the selenium-containing water. In this case, the retention time of the selenium-containing water can be lengthened to increase the treatment efficiency, and the treatment can be continued in the remaining column containers while the column containers are partially exchanged. It becomes a very suitable form for the treatment of actual waste water.

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.

<細菌の調整>
本実施例で使用した細菌について、その特徴と培養方法を以下に説明する。
<Adjustment of bacteria>
The characteristics and culture method of the bacteria used in this example will be described below.

(1)Pseudomonas sp. 4C-C株
この細菌は、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日付けで受託番号FERM P−20840として受託されているセレン酸還元菌であり、メタノールやエタノール等の低級アルコールをエネルギー源として、嫌気条件下で、セレン酸を亜セレン酸に還元する能力を有するセレン酸還元菌である。しかも、この細菌は、硝酸イオンや亜硝酸イオンの存在下においても、セレン酸の還元と同時に硝酸イオンや亜硝酸イオンを窒素ガスに還元する能力を有している。尚、この細菌は、亜セレン酸を元素セレンに還元する能力も有しているが、その還元速度は低い(電力中央研究所報告V06017参照)。以降の説明では、この細菌をセレン酸還元菌と呼ぶこととする。
(1) Pseudomonas sp. 4C-C strain This bacterium is selenate-reduced, which was accepted under the accession number FERM P-20840 on March 13, 2006 at the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. A selenate-reducing bacterium that has the ability to reduce selenate to selenite under anaerobic conditions using a lower alcohol such as methanol or ethanol as an energy source. Moreover, the bacteria even in the presence of nitrate or nitrite ions, are simultaneously nitrate ions and nitrite ions and the reduction of selenium acids have the ability to reduce the nitrogen gas. This bacterium also has the ability to reduce selenite to elemental selenium, but its reduction rate is low (see Power Central Laboratory Report V06017). In the following description, this bacterium is referred to as a selenate-reducing bacterium.

セレン酸還元菌は、30℃、好気、30rpm、約24時間の条件で、汎用の栄養培地(Nutrient Broth 16.0g/L、NaCl 5.0g/L、pH 7.0)で前培養を行った後、8000rpm、10分間の遠心分離で集菌し、リン酸緩衝液(Na2HPO4 9.0g/L、KH2PO4 1.5g/L、pH 7.5)への懸濁と、同条件の遠心分離を二回、洗浄のために行い、最終的には適量のリン酸緩衝液に懸濁させて実験に供した。 Selenate-reducing bacteria were pre-cultured in a general-purpose nutrient medium (Nutrient Broth 16.0 g / L, NaCl 5.0 g / L, pH 7.0) at 30 ° C., aerobic, 30 rpm for about 24 hours. Bacteria are collected by centrifugation at 8000 rpm for 10 minutes, suspended in phosphate buffer (Na 2 HPO 4 9.0 g / L, KH 2 PO 4 1.5 g / L, pH 7.5), and centrifuged under the same conditions. This was carried out twice for washing, and was finally suspended in an appropriate amount of phosphate buffer for the experiment.

(2)Paracoccus pantotrophus JCM-6892株(旧種名:denitrificans)
この細菌は、セレン酸の還元能力を持たないが、嫌気条件下で亜セレン酸を元素セレンに還元する能力を持つ細菌である。しかも、この細菌は、硝酸イオンや亜硝酸イオンの存在下においても、亜セレン酸の還元と同時に硝酸イオンや亜硝酸イオンを窒素ガスに還元する能力を有している(電力中央研究所報告V06017参照)。以降の説明では、この細菌を亜セレン酸還元菌と呼ぶこととする。
(2) Paracoccus pantotrophus JCM-6892 strain (old species name: denitrificans)
This bacterium does not have the ability to reduce selenate, but has the ability to reduce selenite to elemental selenium under anaerobic conditions. Moreover, this bacterium has the ability to reduce nitrate ion and nitrite ion to nitrogen gas simultaneously with reduction of selenite even in the presence of nitrate ion and nitrite ion (Report of Central Research Institute of Electric Power Industry V06017). reference). In the following description, this bacterium will be referred to as a selenite-reducing bacterium.

亜セレン酸還元菌は、振とう速度を120rpmとした以外は、セレン酸還元菌と同様の条件で前培養、集菌及び洗浄を行い、最終的には適量のリン酸緩衝液に懸濁させて実験に供した。   Selenite-reducing bacteria are pre-cultured, collected and washed under the same conditions as selenate-reducing bacteria except that the shaking speed is 120 rpm, and finally suspended in an appropriate amount of phosphate buffer. And used for the experiment.

(3)Desulfovibrio sp. HT-1株
この細菌は、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硫酸還元菌であり、メタノールやエタノール等の低級アルコールをエネルギー源として硫酸を還元し、硫化水素を生成する能力を有している。この硫化水素によって亜セレン酸が化学的に還元される(電力中央研究所報告V07015参照)。以降の説明では、この細菌を硫酸還元菌と呼ぶこととする。
(3) Desulfovibrio sp. HT-1 strain This bacterium is a sulfate-reducing bacterium that has been entrusted to the Patent Organism Depositary, National Institute of Advanced Industrial Science and Technology as the accession number FERM P-21577 on May 21, 2008. It has the ability to reduce sulfuric acid using lower alcohols such as methanol and ethanol as an energy source to produce hydrogen sulfide. Selenite is chemically reduced by this hydrogen sulfide (see Central Research Laboratory Report V07015). In the following description, this bacterium is referred to as a sulfate-reducing bacterium.

硫酸還元菌は、30℃、嫌気(窒素置換)、120rpm、約1週間の条件で、クエン酸と乳酸を主な有機物源とする硫酸還元細菌用の培地(Na3(C3H5O(COO)3)・2H2O 5.0g/L、Na(C2H5OCOO) 3.5g/L、酵母抽出物 1.0g/L、MgSO4・7H2O 2.0g/L、CaSO4 1.0g/L、NH4Cl 1.0g/L、K2HPO4 0.5g/L、pH 7.2)で、前培養を行った後、集菌と洗浄をセレン酸還元菌と同様の条件で実施し、最終的には適量のリン酸緩衝液に懸濁させて実験に供した。 Sulfate-reducing bacteria can be cultured at 30 ° C, anaerobic (nitrogen substitution), 120 rpm, and about 1 week, with a medium for sulfate-reducing bacteria (Na 3 (C 3 H 5 O ( COO) 3 ) ・ 2H 2 O 5.0 g / L, Na (C 2 H 5 OCOO) 3.5 g / L, Yeast extract 1.0 g / L, MgSO 4・ 7H 2 O 2.0 g / L, CaSO 4 1.0 g / L L, NH 4 Cl 1.0 g / L, K 2 HPO 4 0.5 g / L, pH 7.2), pre-culture, and then collect and wash under the same conditions as for selenate-reducing bacteria. Were suspended in an appropriate amount of phosphate buffer and used for the experiment.

<分析方法>
セレン酸と亜セレン酸は、イオンクロマトグラフ分析器ISC−1500にAS12Aカラム(いずれもDionex)を組み合わせて測定した。有機物指標としては、溶解性TOCをTOC−TN測定装置TNC−6000(東レエンジニアリング)で測定した。試料のろ過には、セレン酸と亜セレン酸のみのを測定する場合は、孔系0.2μmの酢酸セルロースろ紙DISMIC−13cp(東洋濾紙)を、TOCも測定する場合は、孔系0.3μmのガラス繊維ろ紙GF−75(東洋濾紙)を用いた。
<Analysis method>
Selenic acid and selenious acid were measured by combining an ion chromatography analyzer ISC-1500 with an AS12A column (both Dionex). As an organic matter index, soluble TOC was measured with a TOC-TN measuring device TNC-6000 (Toray Engineering). For the filtration of the sample, when measuring only selenic acid and selenious acid, the cellulose acetate filter paper DISMIC-13cp (Toyo Filter Paper) with a pore system of 0.2 μm is used, and when measuring TOC, the pore system is 0.3 μm. Glass fiber filter paper GF-75 (Toyo filter paper) was used.

[比較例1]
カラム型の容器にセレン酸還元細菌の包括固定化担体を充填し、上向流で通水する処理装置を作製して、セレン酸還元処理能について検討した。
[Comparative Example 1]
A selenate-reducing treatment ability was examined by filling a column-type container with a selenate-reducing bacteria entrapping immobilization support and making it flow upward.

(1)包括固定化担体の作製
以下の4種の包括固定化担体を作製した。
(a)セレン酸還元菌のみ(Ps)
(b)セレン酸還元菌+亜セレン酸還元菌(Ps+Pa)
(c)セレン酸還元菌+硫酸還元菌(Ps+De)
(d)セレン酸還元菌+亜セレン酸還元菌+硫酸還元菌(Ps+Pa+De)
(1) Production of entrapping immobilization carriers The following four types of entrapping immobilization carriers were produced.
(A) Selenate-reducing bacteria only (Ps)
(B) Selenate-reducing bacteria + selenite-reducing bacteria (Ps + Pa)
(C) Selenate-reducing bacteria + sulfate-reducing bacteria (Ps + De)
(D) Selenate-reducing bacteria + selenite-reducing bacteria + sulfate-reducing bacteria (Ps + Pa + De)

各担体ごとに、セレン酸還元菌は、<細菌の調整>において使用した培養液750mLから、亜セレン酸還元菌と硫酸還元菌は同じく培養液500mLから必要に応じて集菌し、集菌と洗浄の後に、細菌懸濁液が15mLとなるように調整した。   For each carrier, selenate-reducing bacteria are collected from 750 mL of the culture solution used in <Bacterial preparation>, and selenite-reducing bacteria and sulfate-reducing bacteria are also collected from 500 mL of the culture solution as necessary. After washing, the bacterial suspension was adjusted to 15 mL.

これを45mLの光硬化性樹脂PVA-SbQ/SPP-H-13(東洋合成工業)と混ぜて、直径9cmのシャーレに注ぎ、両面にメタルハライドランプを20分間ずつ照射して、全体を固めた。その後、固形物をシャーレから取り出して、一辺が1cm弱の立方体となるように切り分けた。   This was mixed with 45 mL of photocurable resin PVA-SbQ / SPP-H-13 (Toyo Gosei Co., Ltd.), poured into a petri dish with a diameter of 9 cm, and both sides were irradiated with metal halide lamps for 20 minutes each to harden the whole. Thereafter, the solid matter was taken out from the petri dish and cut so as to be a cube having a side of less than 1 cm.

できあがった担体は、100mgSe/L相当のセレン酸ナトリウムと1g/L相当のエタノールを加えた表1の人工基質(低塩分)に浸漬した。培地の交換を挟んで1週間ほど馴養したところ、浸漬の直後からセレン酸の還元が確認された。また、担体が元の1.5倍程度の大きさまで膨潤した。この状態の担体を通水実験に用いた。尚、表1におけるTrace Metal Sol.(微量必須元素の混合溶液)は、文献(齋藤利晃ら:主要ポリリン酸蓄積細菌2種の消長に与える亜硝酸の影響、環境工学研究論文集、Vol.46、659-663、2009.)に掲載されているものと同様のものとした。   The completed carrier was immersed in an artificial substrate (low salinity) shown in Table 1 to which sodium selenate equivalent to 100 mg Se / L and ethanol equivalent to 1 g / L were added. When acclimatized for about one week across the medium exchange, reduction of selenate was confirmed immediately after immersion. Further, the carrier swelled to about 1.5 times the original size. The carrier in this state was used for a water flow experiment. In Table 1, Trace Metal Sol. (Mixed solution of essential elements) is published in the literature (Toshihiro Saito et al .: Effects of nitrite on the fate of two major polyphosphate-accumulating bacteria, Environmental Engineering Research Papers, Vol. 46, 659-663, 2009.) It was the same as what was posted.

(2)装置の設定および運転条件
有効容積150mL(内径4cm、高さ12cm)の円筒形カラムに、包括固定化担体のほぼ全量を充填した。カラム内には、エタノールを封入したポリエチレン製の袋(ポリエチレン厚さ:0.05mm厚、3cm×8cm)も設置した。ポリエチレンフィルムのエタノール透過性により、袋内に封入されたエタノールが袋の外に徐放され、一日あたり9mgC(25℃)相当のエタノールが供給される。
(2) Setting of apparatus and operating conditions A cylindrical column having an effective volume of 150 mL (inner diameter: 4 cm, height: 12 cm) was filled with almost the entire amount of the entrapping immobilization support. A polyethylene bag filled with ethanol (polyethylene thickness: 0.05 mm thickness, 3 cm × 8 cm) was also installed in the column. Due to the ethanol permeability of the polyethylene film, the ethanol sealed in the bag is gradually released out of the bag, and ethanol equivalent to 9 mgC (25 ° C.) is supplied per day.

この装置に、表1の人工基質(低塩分)を通水した。はじめの15日間はセレン酸濃度20mg/Lで流速620mL/d、その後の22日間はセレン酸濃度5mg/Lで流速1300mL/dとした。水理学的滞留時間(HRT)は、それぞれ5.8時間、2.8時間となる。また、供給有機物濃度は、それぞれ15mgC/L、7mg/Lとなる。温度は約25℃とした。尚、嫌気状態とするための窒素置換や通気を行うことなく、運転を実施した。   The artificial substrate (low salinity) shown in Table 1 was passed through this apparatus. For the first 15 days, the selenate concentration was 20 mg / L and the flow rate was 620 mL / d, and for the following 22 days, the selenate concentration was 5 mg / L and the flow rate was 1300 mL / d. The hydraulic residence time (HRT) is 5.8 hours and 2.8 hours, respectively. Further, the supply organic substance concentrations are 15 mgC / L and 7 mg / L, respectively. The temperature was about 25 ° C. The operation was carried out without performing nitrogen substitution or ventilation for making the anaerobic state.

この実験におけるセレン酸及び亜セレン酸の還元能力について、装置容積あたりの還元速度に換算して表記した結果を図6A及び図6Bに示す。尚、図6Aは装置容積あたりのセレン酸の還元速度であり、図6Bが装置容積あたりの亜セレン酸の還元速度である。また、図中、点線は速度の上限(流入セレン酸の全量が還元された場合の速度)である。尚、セレン酸の還元速度は、セレン酸濃度の減少量をHRTで除したものであり、亜セレン酸の還元速度は、セレン酸濃度と亜セレン酸濃度の合計の減少量をHRTで除したものである。   About the reducing ability of selenic acid and selenious acid in this experiment, it converted into the reduction | restoration speed | rate per apparatus volume, and showed the result shown in FIG. 6A and FIG. 6B. 6A shows the reduction rate of selenate per unit volume, and FIG. 6B shows the reduction rate of selenite per unit volume. In the figure, the dotted line is the upper limit of speed (the speed when the total amount of inflowing selenic acid is reduced). The reduction rate of selenate is obtained by dividing the amount of decrease in selenate concentration by HRT, and the reduction rate of selenite is obtained by dividing the total decrease in selenate concentration and selenite concentration by HRT. Is.

実験開始から15日目まで(流入セレン酸濃度20mg/L)は、セレン酸の8〜9割が還元されており、容積あたりの速度に換算して約70mg/(L・日)であった。固定化した細菌による差は、ほとんど見られなかった。   From the start of the experiment to the 15th day (inflow selenic acid concentration 20 mg / L), 80 to 90% of selenic acid was reduced, and it was about 70 mg / (L · day) in terms of the rate per volume. . There was little difference due to immobilized bacteria.

また、セレン酸の還元に比べると遅いが、一定量の亜セレン酸の還元も生じていた。亜セレン酸の還元速度は、3種類の細菌を混合した担体が約25mg/(L・日)であり、他の担体の約15mg/(L・日)に比べて高かった。   Moreover, although it was slow compared with the reduction | restoration of selenic acid, the reduction | restoration of a fixed amount of selenious acid had also occurred. The rate of reduction of selenite was about 25 mg / (L · day) for the carrier mixed with three types of bacteria, which was higher than about 15 mg / (L · day) for the other carriers.

実験16日目から37日目まで(流入セレン酸濃度5mg/L)では、担体ごとのセレン酸還元速度に差が見られるようになった。最も高速なのはセレン酸還元菌のみの担体(a)で、セレン酸の8割程度が還元されており、速度は約35mg/(L・日)であった。以下、亜セレン酸還元菌混合担体(b)、3種混合担体(d)、硫酸還元菌混合担体(c)の順で速度が下がった。また、これらの還元速度は、セレン酸還元菌のみの担体(a)の約半分であった。   From the 16th day to the 37th day of the experiment (inflow selenate concentration 5 mg / L), a difference was observed in the selenate reduction rate for each carrier. The carrier (a) containing only selenate-reducing bacteria was the fastest, and about 80% of selenate was reduced, and the rate was about 35 mg / (L · day). Hereinafter, the speed decreased in the order of the selenite-reducing bacteria mixed carrier (b), the three-type mixed carrier (d), and the sulfate-reducing bacteria mixed carrier (c). Moreover, these reduction | restoration rates were about half of the support | carrier (a) of only a selenate reducing bacterium.

亜セレン酸の還元速度は、3種混合担体(d)では約15mg/(L・日)となった。しかしながら、他の担体では、亜セレン酸の還元がほとんど生じなくなった。   The reduction rate of selenious acid was about 15 mg / (L · day) with the three-type mixed carrier (d). However, with other carriers, almost no reduction of selenite occurred.

以上の結果から、包括固定化担体を用いることで、嫌気状態とするための窒素置換や通気を行わずに開放系の連続通水処理を行うことにより、セレン酸を亜セレン酸に還元することが可能であることが明らかとなった。即ち、装置の構成を上向流カラム型とするとともに、セレン酸の還元に必要な量以上の有機物を供給することで、装置内の排水と空気との接触面積が極めて小さい構成として、通性細菌であるセレン酸還元菌に流入水中の溶存酸素を消費させることで、装置内の大部分を嫌気条件とでき、セレン酸還元菌にセレン酸還元能を発揮させるために十分な嫌気状態を保つことができたと考えられた。   From the above results, by using the entrapped immobilization support, selenic acid can be reduced to selenious acid by performing continuous continuous water treatment without nitrogen replacement or ventilation for anaerobic conditions. It became clear that this is possible. In other words, the configuration of the apparatus is an upward flow column type, and by supplying more organic matter than the amount necessary for the reduction of selenate, the contact area between the waste water and the air in the apparatus is extremely small. By letting the selenate-reducing bacteria, a bacterium, consume dissolved oxygen in the inflow water, most of the inside of the device can be made anaerobic, and the selenate-reducing bacteria can maintain anaerobic conditions sufficient to exert their ability to reduce selenate. I thought it was possible.

また、セレン酸還元菌のみを固定化した担体(a)のセレン酸還元速度が、他の担体(b)〜(d)よりも高かったことも注目すべきことである。この傾向は滞留時間の短い条件において目立っていたことから、菌体とセレン酸やエタノールとの接触効率に起因するものと推察される。したがって、担体内の表面付近で基質との接触が容易な空間に、セレン酸還元菌を多く保持できる条件とすることにより、セレン酸の還元速度を高められる可能性があると考えられる。具体的には、セレン酸還元菌のみを固定化する方法に加えて、表面積全体を増やす方法が考えられる。   It should also be noted that the carrier (a) in which only the selenate-reducing bacteria are immobilized has a higher selenate reduction rate than the other carriers (b) to (d). Since this tendency was conspicuous under conditions where the residence time was short, it is presumed that this tendency was caused by the contact efficiency between the bacterial cells and selenic acid or ethanol. Therefore, it is considered that the reduction rate of selenate may be increased by setting a condition that allows a large amount of selenate-reducing bacteria to be retained in a space in the vicinity of the surface in the carrier that is easily contacted with the substrate. Specifically, in addition to the method of immobilizing only selenate-reducing bacteria, a method of increasing the entire surface area can be considered.

但し、いずれの方法を選んだとしても、元素セレン粒子の蓄積の問題が生じ得る。本実験において、約40日間の実験後には、セレン酸還元菌のみを固定化した担体(a)でも、元素セレンとみられる赤い着色があった。セレン酸還元菌は、セレン酸を亜セレン酸に還元する能力だけでなく、亜セレン酸を元素セレンに還元する能力も僅かながら有している。このことは、セレン酸還元菌において一般的に生じ得ることである。元素セレンが担体内に蓄積するほど、セレン酸還元菌が機能するための有効な空間が狭まるため、セレン酸の還元速度が低下すると予想される。本実験でも、最終的に赤色が濃かった担体(b)〜(d)では、セレン酸の還元速度が低下する傾向を示した。尚、実際の脱硫排水におけるセレン酸の負荷量は、本実験よりも相当に低いと想定されるため、これほど短期間で速度が低下することはないと考えられる。それでも、処理速度の低下にともなう担体の更新が見込まれることは、処理費用の面で考慮すべき課題であると考えられる。   However, whichever method is selected, there may be a problem of accumulation of elemental selenium particles. In this experiment, after about 40 days of experiment, the carrier (a) in which only the selenate-reducing bacteria were immobilized had a red color that was considered to be elemental selenium. Selenate-reducing bacteria have not only the ability to reduce selenate to selenite, but also a slight ability to reduce selenite to elemental selenium. This is what can generally occur in selenate-reducing bacteria. As elemental selenium accumulates in the carrier, the effective space for the function of the selenate-reducing bacteria is narrowed, and therefore the reduction rate of selenate is expected to decrease. Also in this experiment, in the carriers (b) to (d) that were finally dark red, the reduction rate of selenic acid tended to decrease. In addition, since it is assumed that the load of selenic acid in the actual desulfurization effluent is considerably lower than in this experiment, it is considered that the speed does not decrease in such a short period. Nevertheless, it is considered that the possibility of renewing the carrier as the processing speed decreases is a problem to be considered in terms of processing costs.

[実施例1]
包括固定化担体を用いた場合よりも、より長期に亘って安定したセレン酸還元処理能を発揮することのできる方法について検討した。
[Example 1]
The present inventors examined a method capable of exhibiting a stable selenate reduction treatment ability over a longer period of time than when using a entrapping immobilization support.

具体的には、比表面積の大きな担体に菌体を付着させた微生物付着担体をカラムの充填材として、比較例1と同様、上向流で通水する処理装置を作製して、セレン酸還元処理能について検討した。   Specifically, using a microorganism-adhered carrier in which cells are adhered to a carrier having a large specific surface area as a column packing material, a treatment device that allows water to flow in an upward flow is prepared in the same manner as in Comparative Example 1 to reduce selenate. The processing ability was examined.

(1)微生物付着担体の作製
担体にはロックウール(日鉄環境エンジニアリング)を用いた。ロックウールは、微細な繊維が集まった粒状綿である。ケイ酸カルシウムを主成分とする素材で、中性付近では溶解や溶出がほとんど見られない。また、単独ではセレン酸や亜セレン酸の吸着能力がないことを事前に確認した。
(1) Production of microorganism-adhering carrier Rock wool (Nippon Environmental Engineering) was used as the carrier. Rock wool is a granular cotton in which fine fibers are gathered. It is a material mainly composed of calcium silicate, and almost no dissolution or elution is observed near neutrality. Moreover, it confirmed beforehand that there is no adsorption ability of selenic acid or selenious acid alone.

有効容積1000mL(内径5cm、高さ50cm)の円筒形カラムに、前述のロックウール100mL相当を充填し、体積充填率を約10%とした。また、カラムの前に小型容器を配置して、この中にメタノール封入ポリエチレン袋(ポリエチレン厚さ:0.05mm厚、3cm×6cm)、またはエタノール封入ポリエチレン袋(ポリエチレン厚さ:0.05mm厚、3cm×8cm)を収容し、被処理水を小型容器を介してカラムに通水させることで、カラムに有機物が供給されるようにした。尚、メタノール封入ポリエチレン袋からは、1日に11mgC(20℃)〜18mgC(25℃)相当のメタノールが供給される。また、エタノール封入ポリエチレン袋からは、1日に10mgC(20℃)〜18mgC(25℃)相当のメタノールが供給される。実験開始から55日目まではメタノール封入ポリエチレン袋を用い、実験開始から56日目以降はエタノール封入ポリエチレン袋を用いた。   A cylindrical column having an effective volume of 1000 mL (inner diameter: 5 cm, height: 50 cm) was filled with the above-mentioned rock wool equivalent to 100 mL, and the volume filling rate was about 10%. In addition, a small container is placed in front of the column, and a methanol-enclosed polyethylene bag (polyethylene thickness: 0.05 mm thickness, 3 cm × 6 cm) or an ethanol-enclosed polyethylene bag (polyethylene thickness: 0.05 mm thickness) 3 cm × 8 cm) was accommodated, and water to be treated was passed through the column through a small container so that the organic substance was supplied to the column. In addition, methanol corresponding to 11 mgC (20 ° C.) to 18 mgC (25 ° C.) is supplied from the methanol-filled polyethylene bag per day. Further, methanol equivalent to 10 mgC (20 ° C) to 18 mgC (25 ° C) is supplied from the ethanol-filled polyethylene bag per day. From the start of the experiment to the 55th day, a methanol-filled polyethylene bag was used, and from the start of the experiment on and after the 56th day, an ethanol-filled polyethylene bag was used.

この装置に、表1の人工基質(低塩分)を流速2400mL/dで通水することで、HRTを10時間とした。流入水のセレン酸濃度20mg/Lで実験を始めた後、濃度を10mg/Lに下げて運転を続けた。温度は20〜25℃とした。供給有機物濃度は、4mg/L(20℃)〜8mg/L(25℃)であった。   The artificial substrate (low salinity) shown in Table 1 was passed through this apparatus at a flow rate of 2400 mL / d, so that the HRT was 10 hours. After the experiment was started with a selenate concentration of 20 mg / L in the influent water, the operation was continued with the concentration lowered to 10 mg / L. The temperature was 20-25 ° C. The feed organic concentration was 4 mg / L (20 ° C.) to 8 mg / L (25 ° C.).

まず、セレン酸還元菌の懸濁液を実験開始から1日の間カラムに循環させることで、ロックウールへのセレン酸還元菌の付着を試みた。この方法では、付着の直後に一定量(流入セレン酸濃度20mg/Lに対して1〜2mg/L)の還元が見られたが(図7、●:セレン酸濃度、○:亜セレン酸濃度)、還元能力はすぐに衰えてしまった。このことから、単に細菌懸濁液をカラムに通水するのみでは、ロックウールにセレン酸還元菌を十分に付着させることができないものと考えられた。   First, the selenate-reducing bacteria suspension was circulated through the column for 1 day from the start of the experiment to try to attach the selenate-reducing bacteria to the rock wool. In this method, reduction of a certain amount (1-2 mg / L with respect to the inflow selenate concentration of 20 mg / L) was observed immediately after the adhesion (FIG. 7, ●: selenate concentration, ◯: selenite concentration). ), The reduction ability quickly declined. From this, it was considered that the selenate-reducing bacteria could not be sufficiently adhered to the rock wool simply by passing the bacterial suspension through the column.

そこで、セレン酸還元菌(培養液6Lからの集菌分)の懸濁液30mLに、300〜500mg/L相当のポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)を添加し、菌体を視認できる大きさまで凝集させた。そして、凝集菌体を含む懸濁液を、実験開始22日目〜49日目にかけて、週に1回の頻度で、カラムに通水した。   Therefore, polyaluminum chloride (inorganic flocculant) equivalent to 300 to 500 mg / L is added to 30 mL of a suspension of selenate-reducing bacteria (the amount collected from 6 L of the culture solution) to agglomerate until the cells can be visually recognized. I let you. Then, the suspension containing the aggregated bacterial cells was passed through the column at a frequency of once a week from the 22nd day to the 49th day.

その結果、付着直後の還元速度の急上昇と、上昇分の半分程度までの低下を繰り返しながら、セレン酸の還元速度が徐々に高まっていった。このことから、凝集後であれば、一過性の通水でも凝集菌体をロックウールに十分に付着させられることが明らかとなった。さらに、実験56日目に、供給有機物をメタノールからエタノールに変更したところ、流入セレン酸のほぼ全量が還元されるようになった(図7)。   As a result, the reduction rate of selenate gradually increased while repeating the rapid increase in the reduction rate immediately after adhesion and the reduction to about half of the increase. From this, it was clarified that the aggregated bacterial cells can be sufficiently adhered to the rock wool even after transient water passage after aggregation. Furthermore, on the 56th day of the experiment, when the supplied organic substance was changed from methanol to ethanol, almost all of the inflow selenic acid was reduced (FIG. 7).

次に、ロックウールにセレン酸還元菌、亜セレン酸還元菌及び硫酸還元菌を付着させて実験を行った。セレン酸還元菌(培養液6Lからの集菌分)と亜セレン酸還元菌(培養液 Lからの集菌分)の懸濁液30mLに、300〜500mg/L相当のポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)を添加し、菌体を視認できる大きさまで凝集させた。そして、凝集菌体を含む懸濁液を、実験開始直後と13日目に、カラムに通水した。また、亜セレン酸還元菌(培養液0.5〜1Lからの集菌分)の懸濁液30mLに、300〜500mg/L相当のポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)と2〜5mg/L相当のアクリルアミド−N,N−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(高分子凝集剤)を添加し、菌体を視認できる大きさまで凝集させた。そして、凝集菌体を含む懸濁液を、実験開始37日目に、カラムに通水した。さらに、硫酸還元菌(培養液1Lからの集菌分)の懸濁液に、300〜500mg/L相当のポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)を添加し、菌体を視認できる大きさまで凝集させた。そして凝集菌体を含む懸濁液を、実験開始62日目、69日目、及び78日目に、カラムに通水した。   Next, experiments were conducted by attaching selenate-reducing bacteria, selenite-reducing bacteria, and sulfate-reducing bacteria to rock wool. Polyaluminum chloride equivalent to 300 to 500 mg / L (inorganic aggregation) in 30 mL of a suspension of selenate-reducing bacteria (collected from 6 L of culture solution) and selenite-reducing bacteria (collected from culture solution L) Agent) was added, and the cells were aggregated to a size allowing the cells to be visually recognized. Then, the suspension containing the aggregated cells was passed through the column immediately after the start of the experiment and on the 13th day. In addition, 30 mL of a suspension of selenite-reducing bacteria (collected from 0.5 to 1 L of the culture solution) is equivalent to 300 to 500 mg / L of polyaluminum chloride (inorganic flocculant) and 2 to 5 mg / L. Acrylamide-N, N-dimethylaminoethyl acrylate copolymer (polymer flocculant) was added to agglomerate the cells to a size that could be visually recognized. Then, the suspension containing the aggregated cells was passed through the column on the 37th day from the start of the experiment. Furthermore, 300-500 mg / L of polyaluminum chloride (inorganic flocculant) was added to a suspension of sulfate-reducing bacteria (the collected amount from 1 L of the culture solution), and the cells were aggregated to a size that allows visual recognition. . The suspension containing the aggregated cells was passed through the column on the 62nd, 69th, and 78th days from the start of the experiment.

また、実験全期間に亘って、エタノール封入ポリエチレン袋を用い、カラムにエタノールを供給した。   Moreover, ethanol was supplied to the column using the ethanol enclosure polyethylene bag over the whole experiment period.

実験結果を図8に示す。図8の還元速度は、図6における還元速度の同様の方法で算出したものである。実験開始3日目の時点で、流入セレン酸のほぼ全量が還元されることが確認できた。   The experimental results are shown in FIG. The reduction rate in FIG. 8 is calculated by the same method as the reduction rate in FIG. It was confirmed that almost all of the inflow selenate was reduced at the third day of the experiment.

また、図7及び図8に示される結果から、流入セレン酸のほぼ全量が還元されていることが確認できた。その際の還元速度は、流入セレン酸濃度が20mg/Lの時に48mg/(L・日)、同じく10mg/Lの時に24mg/(L・日)であった。しかも、いずれの実験においても、150日以上の長期間に亘って、セレン酸還元能が低下することなく維持された。尚、セレン酸の全量が還元されていない時期も一部で見られたが、この時期には空調の不具合があり、温度低下に起因してセレン酸還元菌の還元能力が低下したものと考えられた。   Moreover, from the results shown in FIG. 7 and FIG. 8, it was confirmed that almost all the inflow selenic acid was reduced. The reduction rate at that time was 48 mg / (L · day) when the influent selenate concentration was 20 mg / L, and 24 mg / (L · day) when the inflow selenate concentration was 10 mg / L. Moreover, in any experiment, the selenate reducing ability was maintained for a long period of 150 days or more without decreasing. There were some cases where the total amount of selenate was not reduced, but there was a problem with air conditioning at this time, and it was thought that the ability to reduce selenate-reducing bacteria was reduced due to a decrease in temperature. It was.

また、セレン酸還元菌と亜セレン酸還元菌と硫酸還元菌の3種細菌を付着させた場合には、流入セレン酸濃度の1割に相当する亜セレン酸が還元されていた。また、元素セレンと見られる赤い着色がカラム全体に見られたが、カラム通過後の処理水は無色であり、また、カラムの閉塞による通水速度の減少などの問題も生じなかった。   In addition, when three types of bacteria, selenate-reducing bacteria, selenite-reducing bacteria, and sulfate-reducing bacteria were attached, selenite corresponding to 10% of the inflow selenate concentration was reduced. In addition, red coloring seen as elemental selenium was seen in the entire column, but the treated water after passing through the column was colorless, and there was no problem such as a decrease in water flow rate due to column clogging.

以上の結果から、実施例1における微生物付着担体を充填したカラム装置を使用することで、比較例1の包括固定化担体を充填したカラム装置を使用する場合よりも、長期に亘って安定してセレン酸の還元処理を実施できることが明らかとなった。   From the above results, using the column apparatus packed with the microorganism-adhering carrier in Example 1 is more stable for a long time than when using the column apparatus packed with the entrapping immobilization carrier of Comparative Example 1. It was revealed that reduction treatment of selenic acid can be performed.

尚、付着担体として用いたロックウールは、非常に大きな比表面積を持ち、セレン酸還元菌が機能するための空間が包括固定化担体よりも大きい。さらに、元素セレン等の不溶性セレンの蓄積が進んだとしても、担体の交換ではなく逆洗で対処できる構造となっている。これらの特徴から、微生物付着担体は、包括固定化担体よりも長期間の使用に適していると言える。   The rock wool used as the adherent carrier has a very large specific surface area, and the space for the function of the selenate-reducing bacteria is larger than that of the entrapping immobilization carrier. Furthermore, even if accumulation of insoluble selenium such as elemental selenium progresses, the structure can be dealt with by backwashing instead of replacement of the carrier. From these characteristics, it can be said that the microorganism-adhering carrier is more suitable for long-term use than the entrapping immobilization carrier.

[実施例2]
実施例1の検討結果に基づき、さらにセレン酸処理と亜セレン酸処理の併用について検討した。
[Example 2]
Based on the examination result of Example 1, the combined use of selenate treatment and selenite treatment was further examined.

具体的には、表2に示す条件について、検討を行った。尚、表2において、Psはセレン酸還元菌、Paは亜セレン酸還元菌、Deは硫酸還元菌を意味している。また、単独4の条件ではメタノールを供給したが、それ以外の条件ではエタノールを供給して実験を行った。   Specifically, the conditions shown in Table 2 were examined. In Table 2, Ps means selenate-reducing bacteria, Pa means selenite-reducing bacteria, and De means sulfate-reducing bacteria. In addition, methanol was supplied under the condition of 4 alone, but ethanol was supplied under other conditions, and the experiment was conducted.

また、表2において、未加工の担体は、実施例1で使用したロックウールである。FFは、実施例1で使用したロックウールにハイドロタルサイト(マグネシウム)系の吸着剤を付着させたロックエースFF(日鉄環境エンジニアリング)である。SFは、実施例1で使用したロックウールに活性水酸化鉄系の吸着剤を付着させたロックエースSF(日鉄環境エンジニアリング)である。尚、ロックエースFFとロックエースSFは、亜セレン酸用の吸着材として入手したものである。表1の人工基質(高塩分)を1週間ほど通水し、セレン酸イオンの吸着が見られないことを確認するとともに、十分に付着していなかった吸着剤成分を洗い流した。   In Table 2, the raw carrier is the rock wool used in Example 1. The FF is a Rock Ace FF (Nippon Environmental Engineering) in which a hydrotalcite (magnesium) -based adsorbent is adhered to the rock wool used in Example 1. SF is Rock Ace SF (Nippon Environmental Engineering) in which an active iron hydroxide-based adsorbent is attached to the rock wool used in Example 1. Note that Lock Ace FF and Lock Ace SF were obtained as adsorbents for selenious acid. The artificial substrate (high salinity) shown in Table 1 was passed through for about one week to confirm that no adsorption of selenate ions was observed, and the adsorbent components that were not sufficiently adhered were washed away.

微生物を付着させる場合、1回の付着で用いた細菌の量は、セレン酸還元菌は培養液1.5Lからの集菌分、亜セレン酸還元菌は培養液0.5Lからの集菌分、硫酸還元菌は培養液1.2Lからの集菌分とした。凝集菌体の作製には、300〜500mg/L相当のポリ塩化アルミニウム(無機凝集剤)と2〜5mg/L相当のアクリルアミド−N,N−アクリル酸ジメチルアミノエチル共重合体(高分子凝集剤)を併用した。凝集菌体を含む懸濁液は、実験開始直後に通水して付着させた。   When attaching microorganisms, the amount of bacteria used in one attachment is as follows: selenate-reducing bacteria are collected from 1.5 L of culture solution; selenite-reducing bacteria are collected from 0.5 L of culture solution The sulfate-reducing bacteria were collected from 1.2 L of the culture solution. For the production of aggregated bacterial cells, 300-500 mg / L equivalent polyaluminum chloride (inorganic flocculant) and 2-5 mg / L equivalent acrylamide-N, N-dimethylaminoethyl acrylate copolymer (polymer flocculant) ). The suspension containing the agglutinating cells was allowed to pass through immediately after the start of the experiment.

本実験では、実排水の処理条件に近づけるため、表1に示す人工基質(高塩分)を通水し、流入セレン酸濃度:5mg/L、供給有機物(エタノール)濃度:4mgC/Lから段階的に増加、1カラムのHRT:3.8時間として運転を行った。また、運転中は、温度を30℃に制御し続けた。さらに、本実験では、比較例1で使用した150mLの円筒形カラムを使用したことから、実施例1のカラムと比較して内径が小さくなり、その結果としてロックウール充填率が10%から5〜7%に低下した。   In this experiment, in order to approach the treatment conditions of actual wastewater, the artificial substrate (high salinity) shown in Table 1 was passed through, and the inflow selenate concentration: 5 mg / L, the supply organic matter (ethanol) concentration: 4 mgC / L stepwise 1 column HRT: 3.8 hours. During operation, the temperature was kept at 30 ° C. Furthermore, in this experiment, since the 150 mL cylindrical column used in Comparative Example 1 was used, the inner diameter was reduced as compared with the column of Example 1, and as a result, the rock wool filling rate was 10% to 5%. Decreased to 7%.

(1)二連の実験結果
二連の実験結果を図9〜図11に示す。図9Aが二連1の前段の結果を示し、図10Aが二連2の前段の結果を示し、図11Aが二連3の前段の結果を示している。また、図9Bが二連1の後段の結果を示し、図10Bが二連2の後段の結果を示し、図11Bが二連3の後段の結果を示している。また、図中、●はセレン酸濃度、○は亜セレン酸濃度、×はTOC濃度を表している。▽は細菌の添加を表している。
(1) Results of duplicate experiments The results of duplicate experiments are shown in FIGS. FIG. 9A shows the result of the first stage of the second series, FIG. 10A shows the result of the second stage of the second series, and FIG. 11A shows the result of the second stage of the second series. 9B shows the result of the second stage of the second series, FIG. 10B shows the result of the second stage of the second series 2, and FIG. 11B shows the result of the second stage of the second series. In the figure, ● represents the selenate concentration, ◯ represents the selenite concentration, and x represents the TOC concentration. ▽ represents the addition of bacteria.

まず、図9A〜図11Aに示される二連1〜3の前段の結果について検討する。有機物(エタノール)供給量が4mg/L相当の期間(実験開始から14日目まで)では、3種類とも、処理水中のセレン酸濃度の増加と亜セレン酸濃度の減少、すなわちセレン酸の還元能力の低下が進んだ。そこで、有機物供給量を6mg/L相当に増やして(実験14日目)、セレン酸還元菌の凝集菌体を含む懸濁液を実験18日目に通水したところ、流入セレン酸5mg/Lのうち、半分程度が亜セレン酸まで還元されるようになった。装置容積あたりの還元速度に換算すると、16mg/(L・日)に相当する。その後、還元速度の向上を期待して有機物供給量を8mg/L相当まで増やしたところ(実験28日目)、一時的にセレン酸のほぼ全量が還元されるようになったものの、セレン酸の還元能力は再び低下傾向を示した。以上の結果から、本実施例における運転条件では、有機物供給量を6mg/L以上〜8mg/L未満とすることで、セレン酸還元菌のセレン酸の高い還元能力を維持できることが明らかとなった。   First, the results of the first stage of the duplexes 1 to 3 shown in FIGS. 9A to 11A will be examined. In the period when the organic substance (ethanol) supply amount is 4 mg / L (from the start of the experiment to the 14th day), all three types increased the selenate concentration and decreased the selenite concentration in the treated water, that is, the ability to reduce selenate. The decline has progressed. Therefore, the organic substance supply amount was increased to 6 mg / L or equivalent (Experiment 14), and a suspension containing aggregated cells of selenate-reducing bacteria was passed through on Experiment 18; About half of them were reduced to selenious acid. When converted to a reduction rate per unit volume, this corresponds to 16 mg / (L · day). Subsequently, when the organic substance supply amount was increased to 8 mg / L equivalent in the hope of improving the reduction rate (Experiment 28th day), almost all of the selenic acid was temporarily reduced, The reducing ability showed a downward trend again. From the above results, it became clear that the high reducing ability of selenate-reducing bacteria selenate can be maintained by setting the organic substance supply amount to 6 mg / L or more and less than 8 mg / L under the operating conditions in this example. .

次に、図9B〜図11Bに示される二連1〜3の後段の結果について検討する。後段における亜セレン酸の処理には、二連1の設定(細菌混合)と二連3の設定(ロックエースSFの使用)が有効であった。   Next, the results after the second series 1 to 3 shown in FIGS. 9B to 11B will be examined. For the treatment of selenious acid in the latter stage, the setting of duplex 1 (bacteria mixing) and the setting of duplex 3 (use of Rockace SF) were effective.

また、二連1の後段について、亜セレン酸還元菌と硫酸還元菌は、セレン酸の還元能力を有していないにもかかわらず、前段での有機物供給量を6mg/Lに増やした実験14日目以降はセレン酸の全量が、同じく8mg/Lに増やした実験35日目以降は亜セレン酸の全量が、装置全体として還元できるようになっていた(図9B)。これは、前段に付着していたセレン酸還元菌が非意図的に後段の担体に植種されたことに起因するものと考えられる。   In addition, in the second stage of the second series, Experiment 14 in which the amount of organic matter supplied in the previous stage was increased to 6 mg / L, although the selenite-reducing bacteria and the sulfate-reducing bacteria did not have the ability to reduce selenate. From day 35 onward, the total amount of selenic acid was reduced to 8 mg / L, and after day 35 of the experiment, the total amount of selenious acid was able to be reduced as a whole apparatus (FIG. 9B). This is probably because the selenate-reducing bacteria adhering to the former stage were unintentionally planted on the latter carrier.

また、二連3の後段について、前段からの亜セレン酸の供給が安定しなかったものの、実験開始から25日目まで、亜セレン酸の全量が除去されていることが確認された(図11B)。   Moreover, although the supply of selenious acid from the former stage was not stable in the second and third stages, it was confirmed that the entire amount of selenious acid was removed from the start of the experiment to the 25th day (FIG. 11B). ).

尚、二連2の後段についても、一定量の亜セレン酸の減少が見られたが、亜セレン酸残存量は二連3の後段の結果よりも高かった(図10B)。   In addition, although a certain amount of selenite was decreased in the second stage of the second series, the residual amount of selenite was higher than the result of the second stage of the second series (FIG. 10B).

以上の結果から、本実験の運転条件にて、前段カラムと併用するための亜セレン酸の処理方法としては、亜セレン酸還元菌の凝集菌体及び硫酸還元菌の凝集菌体をロックウール(未加工)に付着させた微生物付着担体、ロックウールにハイドロサイト系吸着剤を付着させたロックエースFF、ロックウールに活性水酸化鉄系吸着剤を固定したロックエースSFを用いた方法を採用することができるが、特に亜セレン酸還元菌の凝集菌体及び硫酸還元菌の凝集菌体をロックウール(未加工)に付着させた微生物付着担体、ロックウールに活性水酸化鉄系吸着剤を固定したロックエースSFを用いた方法を採用することが好適であることが明らかとなった。   From the above results, as a method of treating selenite for use in combination with the previous column under the operating conditions of this experiment, aggregated cells of selenite-reducing bacteria and aggregated cells of sulfate-reducing bacteria were obtained from rock wool ( Adopting a method using a microorganism-adhering carrier attached to an unprocessed), Rockace FF with a hydrosite adsorbent attached to rock wool, and Rockace SF with an active iron hydroxide adsorbent fixed to rock wool. In particular, a microbial adherent carrier in which aggregated cells of selenite-reducing bacteria and sulfate-reduced bacteria are adhered to rock wool (raw), and active iron hydroxide adsorbent is fixed to rock wool. It has become clear that it is preferable to adopt the method using the lock ace SF.

(2)単独カラム型での実験結果
単独カラム型での実験結果を図12〜図15に示す。図12が単独1条件、図13が単独2条件、図14が単独3条件、図15が単独4条件である。また、図中、●はセレン酸濃度、○は亜セレン酸濃度、▽は細菌の添加を表している。
(2) Experimental results in single column type FIGS. 12 to 15 show the experimental results in the single column type. FIG. 12 shows a single 1 condition, FIG. 13 shows a single 2 condition, FIG. 14 shows a single 3 condition, and FIG. 15 shows a single 4 condition. In the figure, ● represents the selenate concentration, ◯ represents the selenite concentration, and ▽ represents the addition of bacteria.

ロックウール(未加工)にセレン酸還元菌の凝集菌体、亜セレン酸還元菌の凝集菌体、及び硫酸還元菌の凝集菌体を付着させた単独1条件では、有機物(エタノール)の供給量の条件ごとに、特徴的な性質を示した。即ち、4mg/Lの有機物供給量ではセレン酸の還元が進まなかった。一方、供給量を6mg/Lに増やした際には、セレン酸還元菌の凝集菌体を追加しなくても、流入セレン酸5mg/Lの半分程度が亜セレン酸まで還元された。但し、生成した亜セレン酸の還元は進まなかった。さらに有機物供給量を8mg/Lまで増やすと、セレン酸の還元能力がやや高まるとともに、亜セレン酸の還元が進むようになった。最終的には、処理水中のセレン酸濃度が1.5〜2mg/L、亜セレン酸濃度が検出限界以下に落ち着いた。したがって、本実施例の条件においては、セレン酸還元菌の凝集菌体に加えて、亜セレン酸還元菌の凝集菌体及び硫酸還元菌の凝集菌体を担体に付着させることは、亜セレン酸の還元能力を付与するだけでなく、セレン酸の還元能力を高めに安定化させる効果があったと言える。   The amount of organic matter (ethanol) supplied in one condition where rock wool (raw) is aggregated with selenate-reducing bacteria, selenite-reducing bacteria, and sulfate-reducing bacteria. Characteristic properties were shown for each condition. That is, the reduction of selenate did not proceed at an organic substance supply amount of 4 mg / L. On the other hand, when the supply amount was increased to 6 mg / L, about half of the inflow selenate, 5 mg / L, was reduced to selenite without adding aggregated cells of selenate-reducing bacteria. However, reduction of the produced selenious acid did not proceed. Furthermore, when the organic substance supply amount was increased to 8 mg / L, the reduction ability of selenate increased slightly and reduction of selenite progressed. Eventually, the selenate concentration in the treated water was 1.5-2 mg / L, and the selenite concentration was below the detection limit. Therefore, in the conditions of this example, in addition to the aggregated cells of selenate-reducing bacteria, attaching aggregated cells of selenite-reducing bacteria and sulfate-reduced bacteria to the carrier It can be said that there was an effect of stabilizing the selenic acid reduction ability to a higher level.

この要因の一つとして、例えば、亜セレン酸の還元が進むことで、亜セレン酸によるセレン酸還元への悪影響が緩和されることが挙げられる。また、他の原因として、多くの微粒子がカラム内で生成していたことが考えられる。例えば、硫酸還元菌の存在と硫酸塩濃度の高い排水組成(表1)から、元素硫黄や硫化物塩が析出することは容易に予想される。これらの微粒子がロックウールに捕捉されると、元来は滑らかなロックウールの繊維の表面に凹凸が生じて比表面積が大きくなり、より多くの細菌を保持できると考えられる。   As one of the factors, for example, as the reduction of selenite progresses, the adverse effect of selenite on the selenate reduction can be reduced. Another possible cause is that many fine particles were generated in the column. For example, it is easily predicted that elemental sulfur and sulfide salts are precipitated from the presence of sulfate-reducing bacteria and the wastewater composition with a high sulfate concentration (Table 1). When these fine particles are captured by rock wool, it is considered that the surface of the fiber of the originally smooth rock wool is uneven and the specific surface area is increased, so that more bacteria can be retained.

次に、ロックウール(未加工)にハイドロタルサイト系吸着剤が固定されたロックエースFFにセレン酸還元菌の凝集菌体を付着させた単独2条件では、セレン酸の還元が全く見られなかった(図13)。この原因は、ロックエースFFはハイドロタルサイト系吸着剤が固定されている結果として、ロックウール自体の繊維が目立たない形状であることや、排水にアルカリ分が溶出する(通水後のpHは9.0以上、他のカラムでは8.0程度)こと等によって、細菌の凝集菌体の付着に適していないことによるものと考えられる。   Next, no reduction of selenate was observed under the two independent conditions in which aggregated cells of selenate-reducing bacteria were attached to Rockace FF in which hydrotalcite-based adsorbent was fixed to rock wool (raw). (FIG. 13). This is because Rockace FF has a hydrotalcite-based adsorbent fixed as a result of inconspicuous shape of the fibers of the rock wool itself, and alkaline components are eluted in the drainage (the pH after water flow is It is thought that this is because it is not suitable for adhesion of bacterial aggregates.

次に、ロックウール(未加工)に活性水酸化鉄系吸着剤が固定されたロックエースSFにセレン酸還元菌の凝集菌体を付着させた単独3条件(エタノール供給)及び単独4条件(メタノール供給)では、セレン酸の還元能力及び亜セレン酸の吸着能力ともに優れた結果が得られた。   Next, single three conditions (ethanol supply) and single four conditions (methanol) in which aggregated cells of selenate-reducing bacteria were adhered to Rockace SF, in which active iron hydroxide-based adsorbent was fixed to rock wool (raw) In the case of (Supply), excellent results were obtained in both the reducing ability of selenic acid and the adsorption ability of selenious acid.

また、エタノールを供給した単独3条件では、6mg/Lで安定したセレン酸還元能が得られ、6mg/Lのエタノール供給量で、セレン酸濃度が検出限界以下となるまで還元されることが確認できた。また、亜セレン酸濃度についても、実験40日目までは検出限界以下、以後も1mg/Lを上回らずに推移した。装置容積あたりの速度に換算すると、セレン酸の還元速度が32mg/(L・日)となり、同じ速度で亜セレン酸の処理も行われていることになる。   In addition, it was confirmed that stable selenate-reducing ability was obtained at 6 mg / L when ethanol was supplied alone, and reduced until the selenate concentration was below the detection limit with 6 mg / L of ethanol. did it. Further, the selenite concentration also remained below the detection limit until the 40th day of the experiment, and thereafter remained below 1 mg / L. When converted to the rate per unit volume, the reduction rate of selenate is 32 mg / (L · day), and the selenite treatment is also performed at the same rate.

さらに、メタノールを供給した単独4条件でも、安定したセレン酸の還元が可能であった。具体的には、有機物(メタノール)供給量を8mg/L相当とすれば、セレン酸濃度は1〜1.5mg/L、亜セレン酸濃度は検出限界以下で安定した。   Furthermore, stable reduction of selenic acid was possible even under four single conditions supplied with methanol. Specifically, when the organic substance (methanol) supply amount was 8 mg / L, the selenate concentration was 1 to 1.5 mg / L, and the selenite concentration was stable below the detection limit.

単独3条件及び単独4条件において示された結果から、活性水酸化鉄系吸着剤が混合・付着されたロックウールを担体とすることは、亜セレン酸の吸着能力を付与するだけでなく、セレン酸還元菌によるセレン酸の還元能力を著しく高める効果もあることが明らかとなった。   From the results shown in the single three conditions and the single four conditions, it was found that using rock wool mixed with and adhering an active iron hydroxide adsorbent as a carrier not only provided selenite adsorption capability, but also selenium. It has been clarified that there is an effect of remarkably increasing the ability of acid-reducing bacteria to reduce selenate.

推測される要因は、単独1の場合と同様、亜セレン酸による悪影響の緩和と、吸着剤粒子による比表面積の増大であるものと考えられる。但し、亜セレン酸が検出限界以下となっていた時期に、単独1(実験35〜50日目)ではセレン酸が残存したが、単独3(実験23日目以降)では残存しなかった。したがって、セレン酸の還元能力に対しては、亜セレン酸濃度よりもセレン酸還元菌の保持能力の方が大きな影響力を持ち、さらに、硫黄系粒子による保持能力の増大効果よりも吸着剤粒子による保持能力の増大効果が大きいと考えられる。
The presumed factors are thought to be the mitigation of the adverse effects caused by selenious acid and the increase of the specific surface area caused by the adsorbent particles, as in the case of single substance 1. However, while selenite was below the detection limit, selenic acid remained in single 1 (experiment 35 to 50 days), but not in single 3 (experiment 23rd and later). Therefore, the retention capacity of selenate-reducing bacteria has a greater influence on the reduction capacity of selenate than the concentration of selenite, and the adsorbent particles are more effective than the increase of retention capacity by sulfur-based particles. It is considered that the effect of increasing the holding ability by the is large.

1 セレン含有水還元処理装置
2 (第一の)カラム容器
3 (第一のカラム容器に充填される)担体
3a 亜セレン酸吸着剤
4 セレン酸還元菌を含む凝集菌体
4’ セレン酸還元菌及び亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体
4’’ 亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体
5 有機物供給装置
6 亜セレン酸吸着材
12 第二のカラム容器
13 (第二のカラム容器に充填される)担体
1 Selenium-containing water reduction treatment device 2 (first) column container 3 (filled in the first column container) carrier 3a selenite adsorbent 4 aggregated cell body 4 'containing selenate-reducing bacteria 4' selenate-reducing bacteria And agglomerated cells containing bacteria having a function to insolubilize selenite 4 '' Aggregated cells containing bacteria having a function to insolubilize selenite 5 Organic substance supply device 6 Selenite adsorbent 12 Second column container 13 Carrier (packed in second column container)

Claims (14)

セレン酸還元菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製された前記セレン酸還元菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体が充填されたカラム容器と、前記カラム容器内に有機物を供給する有機物供給装置とを含むことを特徴とするセレン含有水還元処理装置。 A column container filled with a porous or fibrous structure carrier, which is prepared by adding a flocculant to a suspension containing a selenate-reducing bacterium and having the flocculated microbial cell containing the selenate-reducing bacterium attached to the surface And a selenium-containing water reduction treatment apparatus, comprising: an organic substance supply apparatus that supplies an organic substance into the column container. 前記担体の表面に活性水酸化鉄系の亜セレン酸吸着剤が付着している請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置。 The selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1, wherein an active iron hydroxide-based selenite adsorbent is attached to the surface of the carrier. 前記カラム容器を第一のカラム容器とし、前記第一のカラム容器の後段に、亜セレン酸吸着材を充填した第二のカラム容器を更に含む請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置。 The selenium-containing water reduction apparatus according to claim 1, further comprising a second column container filled with a selenious acid adsorbent at a subsequent stage of the first column container, wherein the column container is a first column container. 亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌が前記凝集菌体に更に含まれている請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置。 The selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1, wherein a bacterium having a function of insolubilizing selenite is further contained in the aggregated cells. 前記凝集菌体とは別に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が前記担体の表面に付着している請求項1又は4に記載のセレン含有水還元処理装置。 5. The selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1, wherein, apart from the aggregated cells, aggregated cells containing bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached to the surface of the carrier. 前記カラム容器を第一のカラム容器とし、前記第一のカラム容器の後段に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体が充填された第二のカラム容器を更に含む請求項1に記載のセレン含有水還元処理装置。 The column container is a first column container, and a porous or fibrous structure in which agglomerated cells containing bacteria having a function to insolubilize selenite are attached to the surface after the first column container. The selenium-containing water reduction treatment apparatus according to claim 1, further comprising a second column container filled with a carrier. セレン酸還元菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製された前記セレン酸還元菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体に、セレン含有水と有機物とを接触させる工程を含むことを特徴とするセレン含有水還元処理方法。 A selenium- containing water and a carrier having a porous or fibrous structure on which the agglutinating cells containing the selenate-reducing bacteria prepared by adding a flocculant to a suspension containing selenate-reducing bacteria are attached to the surface. A selenium-containing water reduction treatment method comprising a step of contacting an organic substance. 前記担体の表面に活性水酸化鉄系の亜セレン酸吸着剤が付着している請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法。 The selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, wherein an active iron hydroxide-based selenite adsorbent is attached to the surface of the carrier. 前記工程を第一の工程とし、前記第一の工程により処理されたセレン含有水を、亜セレン酸吸着材に接触させる第二の工程を更に含む請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法。 The selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, further comprising a second step in which the step is the first step, and the selenium-containing water treated in the first step is brought into contact with the selenious acid adsorbent. . 亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌が前記凝集菌体に更に含まれている請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法。 The selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, wherein a bacterium having a function of insolubilizing selenite is further contained in the aggregated cells. 前記凝集菌体とは別に、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が前記担体の表面に付着している請求項7又は10に記載のセレン含有水還元処理方法The selenium-containing water reduction method according to claim 7 or 10, wherein aggregating bacterial cells containing bacteria having a function of insolubilizing selenite are attached to the surface of the carrier separately from the aggregating bacterial cells. 前記工程を第一の工程とし、前記第一の工程により処理されたセレン含有水を、亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が表面に付着している多孔質または繊維状構造の担体と有機物とに接触させる第二の工程をさらに含む請求項7に記載のセレン含有水還元処理方法。 Porous or fibrous, in which the above process is the first process, and the selenium-containing water treated in the first process has an agglomerated microbial cell containing bacteria having a function of insolubilizing selenite. The selenium-containing water reduction treatment method according to claim 7, further comprising a second step of bringing the structure carrier into contact with an organic substance. セレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製された前記セレン酸還元菌及び/又は前記亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体が、多孔質または繊維状構造の担体の表面に付着していることを特徴とするセレン含有水還元処理用担体。 Has a function to insolubilize the selenate reducing bacteria and / or the selenite coagulant was prepared by adding to a suspension containing bacteria having the ability to insolubilize the selenate reducing bacteria and / or selenite A selenium-containing carrier for water reduction treatment, characterized in that aggregated bacterial cells containing bacteria are attached to the surface of a porous or fibrous carrier. セレン酸還元菌及び/又は亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む懸濁液に凝集剤を添加して作製された前記セレン酸還元菌及び/又は前記亜セレン酸を不溶化する機能を持つ菌を含む凝集菌体を懸濁した溶液を多孔質または繊維状構造の担体に通液する工程を含むことを特徴とするセレン含有水還元処理用担体の作製方法。 Has a function to insolubilize the selenate reducing bacteria and / or the selenite coagulant was prepared by adding to a suspension containing bacteria having the ability to insolubilize the selenate reducing bacteria and / or selenite A method for producing a carrier for selenium-containing water reduction, comprising a step of passing a solution in which aggregated bacterial cells containing bacteria are suspended through a porous or fibrous structure carrier.
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