JP6012402B2 - Apparatus and method for treating wastewater containing heavy metals - Google Patents

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Description

本発明は、鉄、マンガン、亜鉛、鉛、カドミウム、ヒ素、銅、クロム等の重金属を含む排水の処理装置及び処理方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for treating waste water containing heavy metals such as iron, manganese, zinc, lead, cadmium, arsenic, copper, and chromium.

地下水は、溶存酸素濃度が低く強い還元性を有しているとともに、岩石鉱物及び地質に起因して、アンモニア、及びヒ素、鉄、マンガン及びその他の重金属イオンを高濃度に含みpHも硫酸酸性になりやすいという水質的特徴を有している。特に、火山や鉱山の近郊ではpHが低く、重金属及びフッ素を含む酸性排水が発生し、さらに金属濃度が高くなるという悪循環が起こりやすい。
さらに、酸性排水には、生物として取込める有機物が極めて少ない。また、酸性排水中には多くの場合アルミニウムも含まれている。
Groundwater has a low concentration of dissolved oxygen and a strong reducibility, and due to rock minerals and geology, ammonia, arsenic, iron, manganese, and other heavy metal ions are contained in high concentrations and pH is also sulfuric acid. It has water quality characteristics that it is easy to become. Particularly in the suburbs of volcanoes and mines, the pH is low, acidic wastewater containing heavy metals and fluorine is generated, and a vicious cycle is likely to occur where the metal concentration is high.
In addition, acidic wastewater contains very little organic matter that can be taken up as living things. Moreover, aluminum is often contained in the acid waste water in many cases.

こうした水質的特徴は、河川水、池・湖水、ダム水等の表流水には見られない酸性排水特有の特徴である。
かかる水質的特徴を有する酸性排水を原水として使用する酸性排水の浄化システムとしては、消石灰による中和、次亜塩素酸ナトリウムによる酸化、さらにアルカリ凝集により金属除去を行った後、フッ素はイオン交換やキレート吸着による除去が主流である。
These water quality features are unique to acidic drainage not found in surface water such as river water, pond / lake water, and dam water.
As a purification system for acidic wastewater that uses acidic wastewater with such water quality characteristics as raw water, neutralization with slaked lime, oxidation with sodium hypochlorite, and metal removal by alkali agglomeration, followed by ion exchange and fluorine Removal by chelate adsorption is the mainstream.

しかしながら、前段で次亜塩素酸ナトリウム等による塩素酸化を行って固液分離し、後段でアルカリ凝集処理を行う上記従来の技術では、塩素使用量が増えることにより塩素含有副生成分と塩素酸が発生する、汚泥が多く発生するという問題がある。また、アルカリ凝集ではアルカリ側での操作が必要で、イオン交換やキレート吸着によるフッ素処理ではpHを3〜3.5に下げる必要があり、金属処理でpHが中性域になっているところへ、フッ素処理のため、pHを再度低下させるという2度手間が必要であった。鉛やカドミウムの凝集、マンガン酸化凝集はアルカリ側での操作が必要で、除去しない状態でイオン交換樹脂にフッ素を吸着させようとすると、アルミニウム等の成分の妨害によりフッ素が吸着できないなどの問題がある。したがって、金属処理を行って、フッ素処理を行うことが必要で、pHを上下させ、除去後放流するため中性にする必要があり、pH調整の薬品等の運転管理費が高額となる。   However, in the above-mentioned conventional technology in which chlorine oxidation with sodium hypochlorite or the like is performed in the former stage and solid-liquid separation is performed in the latter stage, the chlorine-containing byproduct and chloric acid are increased by increasing the amount of chlorine used. There is a problem that a lot of sludge is generated. Also, alkali agglomeration requires an operation on the alkali side, and fluorine treatment by ion exchange or chelate adsorption requires pH to be lowered to 3 to 3.5. In order to perform the fluorine treatment, it was necessary to reduce the pH twice again. Aggregation of lead and cadmium and manganese oxidation agglomeration require operation on the alkali side, and if fluorine is adsorbed to an ion exchange resin without removing it, there is a problem that fluorine cannot be adsorbed due to interference with components such as aluminum. is there. Therefore, it is necessary to perform a metal treatment and a fluorine treatment. The pH needs to be raised and lowered, and it is necessary to neutralize it after the removal, so that the operation management cost of chemicals for adjusting the pH is high.

また、排水にフッ素イオンが含まれる場合、金属イオンの凝集処理ではほとんど処理することはできず、フッ素イオンを晶析法、沈殿法を用いて除去する方法も知られている。例えば特許文献1に記載のヒドロキシアパタイトを種晶にする晶析法や、特許文献2に記載のリン酸カルシウムを沈殿槽に添加して吸着させる方法が使われている。特許文献1記載の方法は晶析後の処理水が白濁し、後処理として砂ろ過が必要となり、砂ろ過を行わないとフッ素が処理できない欠点があった。また、特許文献2の沈澱法による方法では、リン酸カルシウムを吸着材として沈殿槽に添加して高分子凝集剤で凝集除去するため、吸着材が効率的に使用されているとは言い難く、無駄に投入していることが考えられる。   In addition, when fluorine ions are contained in the waste water, almost no treatment can be performed by agglomeration treatment of metal ions, and a method of removing fluorine ions using a crystallization method or a precipitation method is also known. For example, a crystallization method using hydroxyapatite as a seed crystal described in Patent Document 1 and a method of adsorbing calcium phosphate described in Patent Document 2 by adding it to a precipitation tank are used. The method described in Patent Document 1 has a drawback that the treated water after crystallization becomes cloudy and requires sand filtration as a post-treatment, and fluorine cannot be treated without sand filtration. In addition, in the method based on the precipitation method of Patent Document 2, it is difficult to say that the adsorbent is used efficiently because calcium phosphate is added to the settling tank as an adsorbent and is agglomerated and removed by the polymer flocculant. It is conceivable that

特開2004−122113号公報JP 2004-122113 A 特開2011−200757号公報JP 2011-200777 A

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、pH調整の薬品量が少なく、発生汚泥量を削減し、運転管理費を低減可能な重金属を含む排水の処理装置及び処理方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to treat a wastewater containing heavy metals that can reduce the amount of chemicals for pH adjustment, reduce the amount of generated sludge, and reduce operation management costs. And providing a processing method.

本発明者らは鋭意検討を行った結果、以下の処理装置及び処理方法により上記課題が解決されることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は以下のとおりである。
(1)粒径が4mm以上20mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなる生物酸化装置と、粒径が0.5mm以上4mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなる生物接触ろ過装置とを順に有し、前記微生物が鉄バクテリア、マンガン酸化菌を含む微生物であり、前記生物酸化装置が空気または酸素を供給する散気装置を備えることを特徴とする重金属を含む排水の処理装置。
(2)前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水のpHを3.0から5.5の範囲に調整するpH調整剤供給装置を備え、前記生物接触ろ過装置は、生物接触ろ過装置に流入する被処理水のpHを5.5から7.0の範囲に調整するpH調整剤供給装置を備えることを特徴とする前記(1)に記載の重金属を含む排水の処理装置。
(3)前記重金属を含む排水がフッ素を含有し、前記生物接触ろ過装置の後に、リン酸イオン供給装置を具備し、リン酸イオンを添加してフッ素を晶析する晶析装置を有することを特徴とする前記(1)又は(2)に記載の重金属を含む排水の処理装置。
(4)前記晶析装置は、平均粒子径が0.2mm以上0.8mm以下の炭酸カルシウムが種晶として充填され、底部から被処理水が通水され、流入箇所に気体を吹き込む装置を備えることを特徴とする前記(3)記載の重金属を含む排水の処理装置。
(5)前記晶析装置は、晶析装置に流入する被処理水にカルシウムイオンを添加するカルシウムイオン供給装置を備えることを特徴とする前記(3)又は(4)に記載の重金属を含む排水の処理装置。
(6)前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水に2価の鉄イオンを添加する鉄イオン供給装置、及び/又はマンガンイオンを添加するマンガンイオン供給装置を備えることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理装置。
(7)前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水にマンガンイオンを添加するマンガンイオン供給装置及びアンモニア性窒素を添加するアンモニア性窒素供給装置を備えることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理装置。
(8)重金属を含む排水の処理方法であって、該排水を、粒径が4mm以上20mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなり、空気または酸素を供給する散気装置を備える生物酸化装置により処理する生物酸化処理工程と、次いで粒径が0.5mm以上4mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなる生物接触ろ過装置により処理する生物接触ろ過処理工程とを有し、前記微生物が鉄バクテリア、マンガン酸化菌を含む微生物であることを特徴とする重金属を含む排水の処理方法。
(9)前記生物酸化装置に流入する被処理水のpHを3.0から5.5の範囲に調整し、生物接触ろ過装置に流入する被処理水のpHを5.5から7.0の範囲に調整することを特徴とする前記(8)に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(10)前記重金属を含む排水がフッ素を含有し、生物接触ろ過処理工程の後に、リン酸イオンを添加してフッ素を晶析する晶析装置によりフッ素の除去を行うフッ素晶析工程を有することを特徴とする前記(8)又は(9)に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(11)前記リン酸イオンを、リン酸性リン濃度が晶析装置に流入する被処理水のフッ素濃度に対して4〜9倍(質量比)となるように添加することを特徴とする前記(10)に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(12)前記晶析装置が、平均粒子径が0.2mm以上0.8mm以下の炭酸カルシウムが種晶として充填され、底部から被処理水を通水し、流入箇所に気体を吹き込みながら晶析を行うことを特徴とする前記(10)又は(11)に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(13)前記晶析装置に流入する被処理水にカルシウムイオンを添加するカルシウムイオン供給工程を有し、前記被処理水のフッ素濃度に対して、カルシウムイオンを10〜20倍(Ca/F質量比)となるように添加することを特徴とする前記(10)〜(12)のいずれか一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(14)前記晶析装置に流入する被処理水のpHが6.0〜7.0であることを特徴とする前記(10)〜(13)のいずれか一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(15)前記生物酸化装置に流入する被処理水の2価の鉄イオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Fe2+/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が5未満の場合は、前記被処理水に2価の鉄イオンを前記割合が5〜10となるように添加することを特徴とする前記(8)〜(14)のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(16)前記2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属が、ヒ素及び鉛を含有し、2価鉄イオンの濃度のヒ素及び鉛濃度に対する割合(Fe2+/As+Pb質量比)が5未満の場合、被処理水に2価の鉄イオンを前記割合が5〜10となるように添加することを特徴とする前記(15)に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(17)前記生物酸化装置に流入する被処理水のマンガンイオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Mn/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が0.5未満の場合は、前記被処理水にマンガンイオンを前記割合が0.5〜1となるように添加することを特徴とする前記(8)〜(16)のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(18)前記生物酸化装置に流入する被処理水の2価鉄イオンの濃度が0.5mg/L以下であり、マンガンイオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Mn/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が0.5未満の場合は、前記被処理水にマンガンイオンを前記割合が0.5〜1となるように添加すると共に、アンモニア性窒素をMn濃度に対して0.5倍から1倍(NH4−N/Mn質量比)となるように添加することを特徴とする前記(17)に記載の重金属を含む排水の処理方法。
(19)前記生物酸化装置のろ過速度を生物酸化装置に流入する被処理水中の鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が20mg/L以上の場合、 0.8mg/L・min以上1.5mg/L・min以下とし、生物接触ろ過装置のろ過速度を生物接触ろ過装置に流入する被処理水中の鉄濃度およびアルミニ ウム濃度の総和が15mg/L以上の場合、1.2mg/L・min以下とすることを特徴とする前記(8)〜(18)のいずれかに記載の重金属を含む排水の処理方法。
As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problems can be solved by the following processing apparatus and processing method, and have reached the present invention.
That is, the present invention is as follows.
(1) A bio-oxidation apparatus in which a filter medium having a particle size of 4 mm or more and 20 mm or less is filled, and a microorganism is supported on the filter medium, and a filter medium having a particle size of 0.5 mm or more and 4 mm or less is filled. And a biological contact filtration device carried in order, wherein the microorganism is a microorganism containing iron bacteria and manganese oxidation bacteria, and the biological oxidation device includes an air diffuser for supplying air or oxygen. Wastewater treatment equipment containing heavy metals.
(2) The bio-oxidation device includes a pH adjuster supply device that adjusts the pH of the water to be treated flowing into the bio-oxidation device to a range of 3.0 to 5.5, and the bio-contact filtration device includes the bio-contact filtration device. The apparatus for treating wastewater containing heavy metals according to (1) above, comprising a pH adjuster supply device for adjusting the pH of the water to be treated flowing into the filtration device to a range of 5.5 to 7.0.
(3) The wastewater containing the heavy metal contains fluorine, and is provided with a phosphate ion supply device after the biological contact filtration device, and has a crystallizer that crystallizes fluorine by adding phosphate ions. The wastewater treatment apparatus containing heavy metal according to (1) or (2), characterized in that it is characterized in that
(4) The crystallization apparatus includes a device in which calcium carbonate having an average particle diameter of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less is filled as a seed crystal, water to be treated is passed from the bottom, and gas is blown into an inflow portion. The wastewater treatment apparatus containing heavy metal according to (3) above,
(5) The waste water containing heavy metal according to (3) or (4), wherein the crystallizer includes a calcium ion supply device that adds calcium ions to the water to be treated flowing into the crystallizer. Processing equipment.
(6) The biooxidation apparatus includes an iron ion supply apparatus that adds divalent iron ions to water to be treated that flows into the biooxidation apparatus, and / or a manganese ion supply apparatus that adds manganese ions. The waste water treatment apparatus containing the heavy metal according to any one of (1) to (5).
(7) The biooxidation apparatus includes a manganese ion supply apparatus that adds manganese ions to water to be treated that flows into the biooxidation apparatus, and an ammoniacal nitrogen supply apparatus that adds ammoniacal nitrogen. ) To (5) A wastewater treatment apparatus containing the heavy metal according to one item.
(8) A method for treating wastewater containing heavy metals, wherein the wastewater is filled with a filter medium having a particle size of 4 mm or more and 20 mm or less, and microorganisms are supported on the filter medium to supply air or oxygen. A bio-oxidation treatment step for treating with a bio-oxidation device, and then a bio-contact filtration treatment in which a filter medium having a particle size of 0.5 mm or more and 4 mm or less is filled and microorganisms are supported on the filter medium. possess a step, the processing method of waste water containing heavy metals, wherein said microorganism is a microorganism containing iron bacteria, manganese-oxidizing bacteria.
(9) The pH of the water to be treated flowing into the biological oxidizer is adjusted to a range of 3.0 to 5.5, and the pH of the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is 5.5 to 7.0. The method for treating wastewater containing heavy metal according to (8), wherein the range is adjusted.
(10) The wastewater containing the heavy metal contains fluorine, and has a fluorine crystallization step of removing fluorine by a crystallizer that crystallizes fluorine by adding phosphate ions after the biological contact filtration treatment step. A method for treating wastewater containing heavy metal as described in (8) or (9) above.
(11) The phosphoric acid ion is added so that the phosphoric acid phosphorus concentration is 4 to 9 times (mass ratio) with respect to the fluorine concentration of the water to be treated flowing into the crystallizer. A method for treating waste water containing heavy metals as described in 10).
(12) The crystallizer is filled with calcium carbonate having an average particle diameter of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less as seed crystals, water to be treated is passed from the bottom, and crystallization is performed while blowing gas into the inflow portion. The method for treating wastewater containing heavy metal according to (10) or (11), wherein:
(13) It has a calcium ion supply step of adding calcium ions to the water to be treated flowing into the crystallizer, and the calcium ions are 10 to 20 times (Ca / F mass) with respect to the fluorine concentration of the water to be treated. The method for treating wastewater containing heavy metal according to any one of (10) to (12), wherein the wastewater is added so as to be a ratio.
(14) Wastewater containing heavy metal according to any one of (10) to (13), wherein the pH of the water to be treated flowing into the crystallizer is 6.0 to 7.0. Processing method.
(15) The ratio of the concentration of divalent iron ions in the water to be treated flowing into the biological oxidizer to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions (mass of heavy metals other than Fe 2+ / Fe 2+ and Mn) If the ratio is less than 5, divalent iron ions are added to the water to be treated so that the ratio is 5 to 10. One of the above (8) to (14), The processing method of the waste_water | drain containing the heavy metal of description.
(16) When the heavy metal other than the divalent iron ion and manganese ion contains arsenic and lead, and the ratio of the concentration of the divalent iron ion to the arsenic and lead concentration (Fe 2+ / As + Pb mass ratio) is less than 5 The method for treating wastewater containing heavy metals according to (15), wherein divalent iron ions are added to the water to be treated so that the ratio is 5 to 10.
(17) The ratio of the concentration of manganese ions of water to be treated flowing into the biological oxidation apparatus to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions (the mass ratio of heavy metals other than Mn / Fe 2+ and Mn) is 0. In the case of less than 5, manganese ions are added to the water to be treated so that the ratio is 0.5 to 1, according to any one of (8) to (16), A method for treating wastewater containing heavy metals.
(18) The concentration of divalent iron ions in the water to be treated flowing into the biological oxidizer is 0.5 mg / L or less, and the ratio of the concentration of manganese ions to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions ( When the mass ratio of heavy metals other than Mn / Fe 2+ and Mn is less than 0.5, manganese ions are added to the water to be treated so that the ratio is 0.5 to 1, and ammonia nitrogen is added. method of processing waste water containing heavy metals according to (17), characterized in that the addition of 0.5 times the Mn concentration to be 1-fold (NH 4 -N / Mn weight ratio).
(19) When the filtration rate of the biological oxidizer is 20 mg / L or more when the sum of the iron concentration and the aluminum concentration in the water to be treated flowing into the biological oxidizer is 0.8 mg / L · min or more and 1.5 mg / L · If the total of the iron concentration and aluminum concentration in the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is 15 mg / L or more, the filtration rate of the biological contact filtration device shall be 1.2 mg / L · min or less. A method for treating wastewater containing heavy metal according to any one of the above (8) to (18).

本発明に係る重金属を含む排水の処理装置及び処理方法によると、重金属を含む排水に含有されている、鉄、マンガン、カドミウム、鉛、亜鉛等の重金属を、更にアルミニウム、フッ素をも好適に除去することができる。除去に当たっては、凝集剤や酸化薬剤を一切使用することなく運転管理費を低減でき、従来法よりも安価で汚泥の発生量も少なく、コストパフォーマンスに優れる。   According to the apparatus and method for treating wastewater containing heavy metals according to the present invention, heavy metals such as iron, manganese, cadmium, lead, and zinc contained in wastewater containing heavy metals, and aluminum and fluorine are also suitably removed. can do. In the removal, the operation management cost can be reduced without using any flocculant or oxidizing agent, and it is less expensive than the conventional method and produces less sludge and has excellent cost performance.

本発明の重金属を含む排水の処理装置の一例の概略図である。It is the schematic of an example of the processing apparatus of the waste_water | drain containing the heavy metal of this invention.

本発明の重金属を含む排水の処理装置における生物酸化装置、生物接触ろ過装置は、ろ材が充填されているとともに、該ろ材に微生物が担持されている生物酸化装置および生物接触ろ過装置であって、該ろ材の粒径は前者が4mm以上20mm以下、後者が0.5mm以上4mm以下であり、前記生物酸化装置は空気または酸素を供給する散気装置を備える。   The biological oxidation apparatus and biological contact filtration apparatus in the treatment apparatus for wastewater containing heavy metals according to the present invention are a biooxidation apparatus and a biological contact filtration apparatus in which a filter medium is filled and microorganisms are supported on the filter medium, The particle size of the filter medium is 4 mm or more and 20 mm or less in the former, and 0.5 mm or more and 4 mm or less in the latter, and the bio-oxidation apparatus includes an air diffuser that supplies air or oxygen.

本発明の重金属を含む排水の処理装置を用いて処理を行う重金属を含む排水とは、少なくとも鉄、マンガン、カドミウム、鉛、スズ、銅、亜鉛、ヒ素等の重金属の一種以上を含むものであり、その他にアルミニウム、カルシウム等の軽金属、及びフッ素を含んでいてもよい。このような重金属を含む排水としては、例えば鉱山廃水、トンネル湧水、土壌汚染水、地下汚染水、温泉排水、地熱発電排水等が挙げられ、これらの排水は、例えば、鉄、マンガンは数十〜数百mg/L程度、カドミウム、鉛、スズ、銅、亜鉛、ヒ素等は数mg/L程度含有し、また、アルミニウム、カルシウムは数十mg/L、フッ素は数mg/L程度含有し、ほとんどの場合、中性から酸性を示す。鉄やアルミの濃度が高くなるほど、酸性度が増す。   Wastewater containing heavy metal that is treated using the wastewater treatment apparatus containing heavy metal of the present invention includes at least one kind of heavy metals such as iron, manganese, cadmium, lead, tin, copper, zinc, and arsenic. In addition, it may contain light metals such as aluminum and calcium, and fluorine. Examples of such wastewater containing heavy metals include mine wastewater, tunnel spring water, soil polluted water, underground polluted water, hot spring drainage, geothermal power drainage, and the like. ~ About several hundred mg / L, cadmium, lead, tin, copper, zinc, arsenic, etc. contain several mg / L, aluminum, calcium contain several tens mg / L, fluorine contain several mg / L In most cases, it is neutral to acidic. The higher the concentration of iron and aluminum, the greater the acidity.

上記生物酸化装置により、重金属を含有する排水の前処理を行い、その後、生物接触ろ過装置により仕上げ処理を行う。即ち、前段で、生物処理により鉄、鉛、ヒ素、等の重金属のほとんどを酸化し、中和によりアルミニウムをフロック化し、その半分程度を除去して、後段の生物接触ろ過装置で、マンガン、亜鉛、クロム、カドミウム等を除去する。また、生物酸化装置で取り残した鉄、アルミニウム等の金属を除去する。   Pretreatment of waste water containing heavy metals is performed by the bio-oxidation device, and then finishing treatment is performed by a biological contact filtration device. That is, in the first stage, most of heavy metals such as iron, lead, arsenic, etc. are oxidized by biological treatment, aluminum is flocked by neutralization, and about half of it is removed. Remove chromium, cadmium, etc. Moreover, metals such as iron and aluminum left behind in the bio-oxidation apparatus are removed.

生物酸化装置は、微生物により金属の酸化を行う。そのため空気又は酸素を供給する散気装置を備える。生物酸化装置は散気装置により、その底部から空気または酸素を吹き込むようになっており、上部から被処理水を通水し、ろ過する。その空気または酸素の量は被処理水の鉄、マンガンの濃度により決定することが好ましい。また、アンモニア性窒素が含まれる場合はその濃度も考慮することが好ましい。
例えば、空気を吹き込む場合、前記空気の量は、質量で被処理水中の鉄量の30〜40倍程度が好ましい。酸素を吹き込む場合は、7〜9倍程度が好ましい。
The biooxidation apparatus oxidizes metals by microorganisms. Therefore, an air diffuser for supplying air or oxygen is provided. The bio-oxidation apparatus blows air or oxygen from the bottom by a diffuser, and feeds water to be treated from the top and filters it. The amount of air or oxygen is preferably determined by the concentration of iron and manganese in the water to be treated. Moreover, when ammoniacal nitrogen is contained, it is preferable to consider the density | concentration.
For example, when air is blown, the amount of air is preferably about 30 to 40 times the amount of iron in the water to be treated. When oxygen is blown in, about 7 to 9 times is preferable.

生物酸化装置のろ材の粒径は4mm以上20mm以下であることが重要である。生物ろ過装置に用いられているものよりも粒径が大きなろ材が好ましく、不溶化したコロイド状の鉄もろ材に付着している微生物による生物膜に吸着し、除去することが可能である。粒径が4mmより小さいと、ろ過速度を早くすることができず、目詰まりを起こす恐れがあり、20mmを超えると処理能力が低下する。   It is important that the particle size of the filter medium of the biooxidation apparatus is 4 mm or more and 20 mm or less. A filter medium having a larger particle size than that used in the biofiltration apparatus is preferable, and insolubilized colloidal iron can be adsorbed on the biofilm by microorganisms adhering to the filter medium and removed. If the particle size is smaller than 4 mm, the filtration rate cannot be increased, and clogging may occur. If the particle size exceeds 20 mm, the processing capacity is lowered.

生物接触ろ過装置のろ材の粒径は0.5mm以上4mm以下であることが重要である。生物酸化装置により大半の鉄、アルミニウムを除去しているので、生物接触ろ過装置のろ材は生物酸化装置のろ材よりも粒径が小さいもの用いることができる。粒径が0.5mm未満であると、ろ過速度が遅くなり、4mmを超えると処理能力が低下する。また、生物酸化装置で散気しているので生物接触ろ過装置に流入する被処理水には酸素が溶存しており、接触ろ過でよい。   It is important that the particle size of the filter medium of the biological contact filtration device is 0.5 mm or more and 4 mm or less. Since most of the iron and aluminum are removed by the bio-oxidation apparatus, the filter medium of the bio-contact filtration apparatus can have a smaller particle size than that of the bio-oxidation apparatus. When the particle size is less than 0.5 mm, the filtration rate is slow, and when it exceeds 4 mm, the treatment capacity is lowered. Moreover, since it diffuses with a bio-oxidation apparatus, oxygen is dissolved in the to-be-processed water which flows into a biological contact filtration apparatus, and contact filtration may be sufficient.

本発明に係る処理装置は、上記生物酸化装置、生物接触ろ過装置ともに、被処理水中の金属イオン濃度によりろ材の粒径を選定することが好ましい。
生物酸化装置のろ材の粒径は4mm以上20mm以下であり、後段の生物接触ろ過装置は粒径が0.5mm以上4mm以下のろ材を充填する。
生物酸化装置のろ材径は、生物酸化装置に流入する被処理水の鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が20mg/L以上60mg/L未満の場合、生物酸化装置のろ材の粒径は5mm以上10mm未満、鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が60mg/L以上の場合、ろ材の粒径は10mm以上20mm以下とすることが好ましい。
また、生物接触ろ過装置に充填するろ材の粒径は同じく生物接触ろ過装置に流入する被処理水の鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が40mg/L未満の場合、ろ材の粒径は0.5mm以上2mm未満、鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が40mg/L以上60mg/L未満の場合、ろ材の粒径は1mm以上3mm以下、鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が60mg/L以上の場合、さらに後段にもう1系列同じ接触ろ過装置を設置することが好ましい。
前記ろ材の粒径は、JIS Z 8801で定められている試験用ふるいにより分別を行い、ふるいによりその範囲外の粒径のものを除いたものである。即ち、粒径が4mm以上20mm以下のろ材とは、ふるいにより粒径が4mm未満のものと20mmを超えるものを除いたろ材であることを意味する。
In the treatment apparatus according to the present invention, it is preferable that the particle size of the filter medium is selected based on the metal ion concentration in the water to be treated for both the biooxidation apparatus and the biological contact filtration apparatus.
The particle size of the filter medium of the bio-oxidation apparatus is 4 mm or more and 20 mm or less, and the biological contact filtration apparatus in the latter stage is filled with a filter medium having a particle diameter of 0.5 mm or more and 4 mm or less.
The filter medium diameter of the bio-oxidation device is 5 mm or more and less than 10 mm when the total concentration of iron and aluminum in the water to be treated flowing into the bio-oxidation device is 20 mg / L or more and less than 60 mg / L. When the total of the iron concentration and the aluminum concentration is 60 mg / L or more, the particle size of the filter medium is preferably 10 mm or more and 20 mm or less.
In addition, the particle size of the filter medium filled in the biological contact filtration device is 0.5 mm or more when the sum of the iron concentration and the aluminum concentration of the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is less than 40 mg / L. When the sum of the iron concentration and the aluminum concentration is less than 2 mm and the sum of the iron concentration and the aluminum concentration is 40 mg / L or more and less than 60 mg / L, the particle size of the filter medium is 1 mm or more and 3 mm or less, and when the sum of the iron concentration and aluminum concentration is 60 mg / L or more It is preferable to install another series of the same contact filtration device.
The particle size of the filter medium is obtained by sorting with a test sieve defined in JIS Z 8801, and excluding those having a particle size outside the range by the sieve. That is, a filter medium having a particle size of 4 mm or more and 20 mm or less means a filter medium excluding those having a particle diameter of less than 4 mm and more than 20 mm by sieving.

ろ材としては、微生物を担持させることができる多孔質ろ材が好ましく、粒径のばらつきの幅が小さく揃っていて、砂よりも軽くて、多孔質であればよく、たとえばゼオライト、アンスラサイト、ザクロ石、軽石、活性炭など色々なものが利用できる。ろ過装置に上部から通水する際は、水に沈むものが好ましい。   As the filter medium, a porous filter medium capable of supporting microorganisms is preferable, the width of variation in particle size is small, lighter than sand, and porous, such as zeolite, anthracite, garnet. Various things such as pumice and activated carbon can be used. When water is passed through the filtration device from above, it is preferable to sink in water.

ろ材に担持させる微生物としては、鉄、マンガン等の重金属を酸化する微生物が好ましい。
鉄、マンガンを酸化する微生物としては、基本的には原水中に含まれる微生物が、生物ろ過装置に充填した多孔質ろ材に付着し増殖することで除去性能を発揮するが、増殖するまでに2、3カ月を要することもあるため、その期間を短縮するため、既設で除鉄、除マンガンのために用いられている鉄バクテリア、マンガン酸化菌等を含むものであれば特に制限されるものではなく、公知のものを用いることができる。例えば、Gallionella、Thiobacillus、Leptothrix、Caldimonas、Hyphomicrobium、Nitrosomonas、Nitosospira、Nitrobacter、Nitrospira,Geobacter,Geothrix属等が挙げられる。
As the microorganisms to be supported on the filter medium, microorganisms that oxidize heavy metals such as iron and manganese are preferable.
As microorganisms that oxidize iron and manganese, the microorganisms contained in the raw water basically exhibit removal performance by adhering to and growing on the porous filter medium packed in the biological filtration device. It may take 3 months, so in order to shorten the period, it is not particularly limited as long as it contains iron bacteria, manganese oxidizing bacteria, etc. that are already used for removing iron and manganese. There are no known ones. Examples include Gallionella, Thiobacillus, Leptothrix, Caldimonas, Hyphomicrobium, Nitrosomonas, Nitosospira, Nitrobacter, Nitrospira, Geobacter, Geothrix and the like.

生物酸化装置に用いる微生物としては、被処理水中の鉄、マンガン等の重金属の濃度が高いので、濃度が高い場合に処理能力の高い微生物が好ましい。
生物接触ろ過装置に用いる微生物としては、被処理水中の鉄、マンガン等の重金属の濃度が低いので、濃度が低い場合に酸化処理能力の高い微生物が好ましい。
As the microorganism used in the biological oxidizer, since the concentration of heavy metals such as iron and manganese in the water to be treated is high, a microorganism having a high treatment capacity when the concentration is high is preferable.
The microorganism used in the biological contact filtration device is preferably a microorganism having a high oxidation treatment capacity when the concentration is low because the concentration of heavy metals such as iron and manganese in the water to be treated is low.

本発明に係る処理装置は、生物酸化装置、生物接触ろ過装置に流入する被処理液のpHを制御するpH調整剤供給装置を備えることが好ましい。
pH調整剤により、生物酸化装置に流入する被処理水のpHは3.0から5.5の範囲に調整し、生物接触ろ過装置に流入する被処理水のpHを5.5から7.0に調整することが好ましい。
生物酸化装置に流入する被処理液のpHを3.0から5.5の範囲とすることにより、鉄の酸化、アルミニウムの水酸化が可能である。生物接触ろ過装置のpHを5.5から7.0にすることにより、マンガンの酸化を行い、該酸化物により残存するその他の重金属の吸着除去することができる。
また、生物酸化装置においては、流入する被処理液のpHによっては、一部マンガンの酸化も行われ、マンガン、カドミウム、亜鉛等も除去される。
重金属を含む排水中の、鉄、マンガン以外の重金属の含有量が少ない場合、特に生物酸化装置に流入する被処理液のpHを3〜4に制御すると、鉄のみをろ材に析出させることができ、生物接触ろ過装置に流入する被処理水のpHを5.5〜7.0にてマンガンと残る鉄を析出させることができる。鉄、マンガンは有害金属の回収剤となるため、鉄、マンガンのみが吸着したろ材を、逆洗して鉄、マンガンを回収し、有害金属の回収剤として有効利用することができる。
また、排水がアルミニウムを含有する場合、アルミニウムはpH3.0〜4.5では一部は析出し、一部は溶解しているものもある。pHを4.5〜5.5の条件で水酸化アルミニウムとして析出してくるので、生物酸化装置によりアルミニウムの一部を除去することが可能となる。細かなフロックのものは、後段の生物接触ろ過装置によりろ過される。
The treatment apparatus according to the present invention preferably includes a pH adjuster supply device that controls the pH of the liquid to be treated that flows into the biooxidation apparatus and the biological contact filtration apparatus.
The pH adjuster adjusts the pH of the water to be treated flowing into the biological oxidizer in the range of 3.0 to 5.5, and the pH of the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is 5.5 to 7.0. It is preferable to adjust to.
By setting the pH of the liquid to be treated flowing into the biological oxidation apparatus to be in the range of 3.0 to 5.5, iron oxidation and aluminum hydroxylation are possible. By setting the pH of the biological contact filtration device to 5.5 to 7.0, manganese can be oxidized and other heavy metals remaining by the oxide can be adsorbed and removed.
In the biooxidation apparatus, manganese is partially oxidized depending on the pH of the liquid to be treated, and manganese, cadmium, zinc and the like are also removed.
When the content of heavy metals other than iron and manganese in the wastewater containing heavy metals is small, especially when the pH of the liquid to be treated flowing into the biooxidation apparatus is controlled to 3 to 4, only iron can be deposited on the filter medium. Further, manganese and remaining iron can be precipitated at a pH of 5.5 to 7.0 of the water to be treated flowing into the biological contact filtration device. Since iron and manganese serve as a hazardous metal recovery agent, a filter medium on which only iron and manganese are adsorbed can be backwashed to recover iron and manganese, and can be effectively used as a hazardous metal recovery agent.
Further, when the waste water contains aluminum, some of aluminum is precipitated at pH 3.0 to 4.5, and some is dissolved. Since it precipitates as aluminum hydroxide under the condition of pH 4.5 to 5.5, a part of aluminum can be removed by the biooxidation apparatus. Fine flocs are filtered by a biological contact filtration device at the subsequent stage.

特に生物接触ろ過装置に流入する被処理液のpHは重要で、pH5.5〜7.0の範囲とすることにより、カドミウム、亜鉛、マンガンなどの金属の処理が可能となる。   In particular, the pH of the liquid to be treated flowing into the biological contact filtration device is important. By setting the pH within the range of 5.5 to 7.0, it is possible to treat metals such as cadmium, zinc, and manganese.

pH調整剤としては、一般的にpHを調整するために用いるアルカリ、酸を用いることができる。
例えば、アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、水酸化マグネシウム等を用いることができる。
酸としては、塩酸、硫酸等を用いることができる。
As a pH adjuster, an alkali or an acid generally used for adjusting the pH can be used.
For example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, magnesium hydroxide or the like can be used as the alkali.
As the acid, hydrochloric acid, sulfuric acid and the like can be used.

上記の構成によれば、前段で、生物処理によりヒ素、鉄、アルミニウム、鉛等の金属イオンの半分程度を除去して、仕上げ処理の生物接触ろ過装置への負荷を低減することができる。
鉄に関しては、通常の酸化剤による酸化では、式(1)に示すように2価の鉄は酸化され、3価の鉄になるとともに水素イオンが発生するためpHを下げるが、重金属を含む排水は、硫酸酸性であることが多く、式(2)に示すように塩基性硫酸鉄へ形態変化することにより、水素イオンが消費され、pHを下げずに酸化が可能となる。
また、生物接触ろ過処理により、マンガン酸化を行い、亜鉛やクロム、カドミウムを除去し、生物酸化装置で取り残した鉄、アルミニウム等の金属も除去する。
マンガンの酸化についても通常の酸化剤によるマンガン酸化では(3)式に示すように4価のマンガンとなるが、生物酸化では式(4)に示すように3価のマンガンとなり、水素イオンの発生が少なく、次工程におけるpH調整剤の使用量を低減することができ、運転管理費を低減可能な処理装置を実現することができる。
鉄とマンガンイオンの処理ができれば、残る鉛、カドミウム、亜鉛、ヒ素といった金属イオンは鉄の水酸化物とマンガンの酸化物に吸着していっしょに除去される。
Fe2++O2+3/2H2O → Fe(OH)3+2H+ ・・・(1)
Fe(OH)3+2H+SO4 2- → Fe(OH)SO4+2H2O ・・・(2)
Mn2++NaClO+2H2O → MnO2・H2O↓+NaCl+2H+
・・・(3)
Mn2++1/2O2+1/2H2O → 1/2Mn23+H+ ・・・(4)
According to said structure, about half of metal ions, such as arsenic, iron, aluminum, and lead, are removed by biological treatment in the front | former stage, and the load to the biological contact filtration apparatus of finishing treatment can be reduced.
With regard to iron, oxidation with a normal oxidizing agent lowers pH because divalent iron is oxidized as shown in formula (1) to become trivalent iron and hydrogen ions are generated, but wastewater containing heavy metals In many cases, is acidic with sulfuric acid, and as shown in the formula (2), by changing the form to basic iron sulfate, hydrogen ions are consumed and oxidation is possible without lowering the pH.
In addition, manganese is oxidized by biological contact filtration to remove zinc, chromium and cadmium, and metals such as iron and aluminum left behind in the biological oxidizer are also removed.
As for the oxidation of manganese, manganese oxidation with a normal oxidant results in tetravalent manganese as shown in equation (3), but biological oxidation results in trivalent manganese as shown in equation (4), generating hydrogen ions. Therefore, the amount of the pH adjuster used in the next step can be reduced, and a processing apparatus capable of reducing the operation management cost can be realized.
If iron and manganese ions can be treated, the remaining metal ions such as lead, cadmium, zinc, and arsenic are adsorbed on iron hydroxide and manganese oxide and removed together.
Fe 2+ + O 2 + 3 / 2H 2 O → Fe (OH) 3 + 2H + (1)
Fe (OH) 3 + 2H + + SO 4 2− → Fe (OH) SO 4 + 2H 2 O (2)
Mn 2+ + NaClO + 2H 2 O → MnO 2 .H 2 O ↓ + NaCl + 2H +
... (3)
Mn 2+ + 1 / 2O 2 + 1 / 2H 2 O → 1 / 2Mn 2 O 3 + H + (4)

前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水に2価の鉄イオンを添加する鉄イオン供給装置、及び/又はマンガンイオンを添加するマンガンイオン供給装置を備えることができる。また、前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水にマンガンイオンを添加するマンガンイオン供給装置及びアンモニア性窒素を添加するアンモニア性窒素供給装置を備えることができる。   The biological oxidizer may include an iron ion supply device that adds divalent iron ions to the water to be treated that flows into the biological oxidizer, and / or a manganese ion supply device that adds manganese ions. In addition, the biological oxidation apparatus can include a manganese ion supply apparatus that adds manganese ions to water to be treated that flows into the biological oxidation apparatus, and an ammoniacal nitrogen supply apparatus that adds ammoniacal nitrogen.

2価鉄イオンは重金属、特にヒ素及び鉛に対してその除去効果が高く、生物酸化装置に流入する被処理水の2価の鉄イオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Fe2+/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が5未満の場合は、前記被処理水に2価の鉄イオンを前記割合が5〜10となるように添加することが好ましい。
特に2価鉄イオンの濃度のヒ素及び鉛濃度に対する割合(Fe2+/As+Pb質量比)が5未満である場合、被処理水に2価の鉄イオンを前記割合が5〜10となるように添加することが好ましい。
前記割合を5〜10とすることにより、本発明の処理装置により処理された処理水中のヒ素濃度を例えば0.005ppm等の基準値以下まで処理することができる。
Divalent iron ions are highly effective in removing heavy metals, especially arsenic and lead, and the concentration of divalent iron ions in the concentration of the divalent iron ions in the water to be treated flowing into the bio-oxidation apparatus. When the ratio to the mass (mass ratio of heavy metals other than Fe 2+ / Fe 2+ and Mn) is less than 5, divalent iron ions may be added to the water to be treated so that the ratio is 5 to 10. preferable.
In particular, when the ratio of the concentration of divalent iron ions to the arsenic and lead concentrations (mass ratio of Fe 2+ / As + Pb) is less than 5, divalent iron ions are added to the water to be treated so that the ratio is 5-10. It is preferable to add.
By setting the ratio to 5 to 10, the arsenic concentration in the treated water treated by the treatment apparatus of the present invention can be treated to a reference value or less such as 0.005 ppm.

前記生物酸化装置に流入する被処理水のマンガンイオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Mn/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が0.5未満の場合は、前記被処理水にマンガンイオンを前記割合が0.5〜1となるように添加することが好ましい。
マンガン酸化細菌は、鉄を栄養塩とする鉄バクテリアと共存するか、またはアンモニア性窒素を酸化する硝化菌との共存が必要で、マンガン酸化菌のみでの生育は考えられない。よって、2価鉄イオンの含有量が低く、その他の重金属の濃度が高い場合は、重金属を除去するために、2価鉄イオンとマンガンイオン、またはマンガンイオンとアンモニア性窒素を供給することが必要となる。
被処理水にカドミウム、亜鉛が含有される場合は酸化マンガンによる吸着が優れており、被処理水中のマンガンがカドミウムや鉛、亜鉛、クロムなどの重金属を吸着除去するために、被処理水のマンガンイオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Mn/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が0.5未満の場合は、その0.5倍から1倍量のマンガンが概ね必要となる。鉱山やトンネル湧水には亜鉛が5mg/L程度含有している場合があり、そうすると必要なマンガン濃度は2.5〜5mg/Lになる。一般的な地下水で0.5mg/Lのマンガン濃度ではマンガンが不足するので添加することが好ましい。
The ratio of the concentration of manganese ions in the water to be treated flowing into the bio-oxidizer to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions (heavy metal mass ratio other than Mn / Fe 2+ and Mn) is less than 0.5. In this case, it is preferable to add manganese ions to the water to be treated so that the ratio is 0.5 to 1.
Manganese-oxidizing bacteria need to coexist with iron bacteria that use iron as a nutrient salt, or coexist with nitrifying bacteria that oxidize ammonia nitrogen, and growth with manganese-oxidizing bacteria alone is unthinkable. Therefore, when the content of divalent iron ions is low and the concentration of other heavy metals is high, it is necessary to supply divalent iron ions and manganese ions or manganese ions and ammoniacal nitrogen to remove heavy metals. It becomes.
When the water to be treated contains cadmium and zinc, the adsorption by manganese oxide is excellent, and the manganese in the water to be treated absorbs and removes heavy metals such as cadmium, lead, zinc and chromium. If the ratio of the concentration of ions to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions (mass ratio of heavy metals other than Mn / Fe 2+ and Mn) is less than 0.5, 0.5 to 1 times the amount Of manganese is generally required. Mines and tunnel springs may contain about 5 mg / L of zinc, so that the required manganese concentration is 2.5-5 mg / L. In general ground water, manganese is insufficient at a manganese concentration of 0.5 mg / L, so it is preferable to add manganese.

また、前記生物酸化装置に流入する被処理水の2価鉄イオンの濃度が0.5mg/L以下であり、マンガンイオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Mn/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が0.5未満の場合は、前記被処理水にマンガンイオンを前記割合が0.5〜1となるように添加すると共に、アンモニア性窒素をMn濃度に対して0.5倍から1倍(NH4−N/Mn質量比)となるように添加することが好ましい。
添加するマンガン量は、前記割合が1倍より大きいと、過剰な添加により、発生汚泥量の増加に繋がる。0.5倍より少ないと、重金属の環境基準値以下に処理できなくなる。前記割合は好ましくは0.7から1倍である。
また、アンモニア性窒素の添加量を上げると、消費する酸素量が多くなり好ましくない。
Further, the concentration of divalent iron ions in the water to be treated flowing into the biooxidation apparatus is 0.5 mg / L or less, and the ratio of the concentration of manganese ions to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions (Mn / Heavy metal mass ratio other than Fe2 + and Mn) is less than 0.5, manganese ions are added to the water to be treated so that the ratio is 0.5 to 1, and ammonia nitrogen is added to Mn. It is preferable to add such that the concentration is 0.5 times to 1 time (NH 4 —N / Mn mass ratio).
If the proportion of manganese added is greater than 1 time, excessive addition leads to an increase in the amount of generated sludge. If it is less than 0.5 times, it will not be possible to treat it below the environmental standard value for heavy metals. The proportion is preferably 0.7 to 1 times.
Further, increasing the amount of ammonia nitrogen added is not preferable because the amount of oxygen consumed increases.

2価の鉄イオンを添加するための化合物としては、硫酸第一鉄が好ましく、アンモニア性窒素を添加するための化合物としては、塩化アンモニウム、尿素、アンモニア水等が好ましい。
Mnイオンを添加するための化合物としては、硫酸マンガンが好適である。
As the compound for adding divalent iron ions, ferrous sulfate is preferable, and as the compound for adding ammoniacal nitrogen, ammonium chloride, urea, aqueous ammonia and the like are preferable.
As a compound for adding Mn ions, manganese sulfate is suitable.

被処理水中の重金属及びアルミニウムの濃度は、ICPやICP−MSにより測定することができる。   The concentrations of heavy metals and aluminum in the water to be treated can be measured by ICP or ICP-MS.

上記の構成によれば、酸性排水等の重金属を含む排水に含有されている、アンモニア、ヒ素、鉄、マンガン及びその他の金属イオンを好適に除去することができるとともに、被処理水のろ過流速を大きくすることが可能となり、ろ材の洗浄間隔も長くすることが可能となる。また、アルミニウムイオンが存在する場合は、生物酸化装置におけるpH、ろ材粒径を調整し、生物酸化装置で水酸化アルミニウムとしてろ過し、後段の生物接触ろ過装置への負担を低減し、後段の生物接触ろ過装置で残留するアルミフロックの除去を行う。   According to the above configuration, ammonia, arsenic, iron, manganese, and other metal ions contained in wastewater containing heavy metals such as acidic wastewater can be suitably removed, and the filtration flow rate of water to be treated can be increased. It is possible to increase the size, and it is possible to increase the cleaning interval of the filter medium. If aluminum ions are present, adjust the pH and filter media particle size in the bio-oxidation device, and filter as aluminum hydroxide in the bio-oxidation device to reduce the burden on the later-stage biological contact filtration device. The remaining aluminum floc is removed with a contact filtration device.

また、被処理水にフッ素イオンが含まれる場合、金属イオンの処理ではほとんど処理することはできず、晶析法を用いて除去する。   Further, in the case where fluorine ions are contained in the water to be treated, it is hardly possible to treat with metal ions, and it is removed using a crystallization method.

本発明の処理装置は、被処理水にフッ素イオンが含まれる場合、前処理を行うための上記生物酸化装置と、金属イオンの仕上げ処理を行う生物接触ろ過装置、さらにはフッ素を除去するための晶析装置を組合せ、鉄、マンガン、カドミウム、鉛、亜鉛、ヒ素等の重金属と、アルミニウムと、フッ素イオンの除去を行うことができる。   In the treatment apparatus of the present invention, when water to be treated contains fluorine ions, the biological oxidation apparatus for pretreatment, the biological contact filtration apparatus for finishing metal ions, and further for removing fluorine. A combination of crystallizers can remove heavy metals such as iron, manganese, cadmium, lead, zinc, arsenic, aluminum, and fluorine ions.

晶析装置は、リン酸イオン供給装置を具備し、平均粒子径が0.2mm以上0.8mm以下の炭酸カルシウムが種晶として充填され、底部から被処理水が通水され、流入箇所に気体を吹き込む装置を備えることが好ましい。   The crystallizer is equipped with a phosphate ion supply device, in which calcium carbonate having an average particle diameter of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less is filled as a seed crystal, water to be treated is passed from the bottom, and gas is introduced into the inflow portion. It is preferable to provide a device for blowing in.

フッ素イオンはリン酸イオンとカルシウムイオンの存在により、pH6〜7にするとフルオロリン酸カルシウムという結晶物として種晶に析出する。従って、晶析装置は、晶析装置に流入する被処理水にリン酸イオンを添加するリン酸イオン供給装置を有することが好ましい。また被処理水は、通常カルシウムイオンを含んでいるが、カルシウムイオンを含有しない場合、もしくは含有されるカルシウムイオンの量が少ない場合は、カルシウムイオン供給装置を設け、カルシウムイオンを添加することが好ましい。
リン酸イオンを供給するための化合物としては、リン酸イオンを供給できるものであればよく、リン酸、リン酸アンモニウム、リン酸カリウム等が挙げられるが、コスト面を考慮すると、リン酸が好ましい。
カルシウムイオンを添加するための化合物としては、水酸化カルシウム、塩化カルシウム等が挙げられ、pH調整剤を兼ね、水酸化カルシウムの添加が好ましい。
Fluorine ions are precipitated in the seed crystal as a crystalline substance called calcium fluorophosphate when the pH is set to 6 to 7 due to the presence of phosphate ions and calcium ions. Therefore, it is preferable that the crystallizer has a phosphate ion supply device for adding phosphate ions to the water to be treated flowing into the crystallizer. Further, the water to be treated usually contains calcium ions, but when it does not contain calcium ions or when the amount of calcium ions contained is small, it is preferable to provide a calcium ion supply device and add calcium ions. .
As a compound for supplying phosphate ions, any compound capable of supplying phosphate ions may be used, and examples thereof include phosphoric acid, ammonium phosphate, and potassium phosphate. In consideration of cost, phosphoric acid is preferable. .
Examples of the compound for adding calcium ions include calcium hydroxide, calcium chloride and the like, and it is also preferable to add calcium hydroxide also serving as a pH adjuster.

フロオロリン酸カルシウムによるフッ素処理は、化学式(5)に基づき、結晶化して除去される。
5Ca2++3PO4 3-+F- → Ca5(PO4)3F ・・・(5)
カルシウムイオンの添加量は、フッ素濃度の10〜20倍(質量比)であり、リン酸イオンの添加量は、リン酸性リン濃度がフッ素濃度の4〜9倍(質量比)となる添加が必要である。
Fluorine treatment with calcium fluorophosphate is crystallized and removed based on chemical formula (5).
5Ca 2+ + 3PO 4 3- + F → Ca 5 (PO 4 ) 3 F (5)
The addition amount of calcium ions is 10 to 20 times (mass ratio) of the fluorine concentration, and the addition amount of phosphate ions needs to be added such that the phosphoric acid phosphorus concentration is 4 to 9 times (mass ratio) of the fluorine concentration. It is.

また、フルオロリン酸カルシウムは晶析装置の種晶に析出すると、種晶同士がくっつきやすくなり、種晶同士がくっつくとブロックとなり、流入箇所が詰まりやすくなる。流入箇所に気体を吹き込む装置を設け、気体を吹き込むことによりブロックとなるのを防止することができる。
本発明の晶析装置に用いる炭酸カルシウムは、ヒドロキシアパタイトよりも結晶粒子が強く、底部から気体を吹き込んでも、結晶粒子が壊れることが無く、処理水が白濁することがないので、種晶に適している。
気体としては、空気が好ましく、原水量に対して0.05〜0.1倍で吹き込むことが好ましい。
In addition, when calcium fluorophosphate is precipitated on the seed crystal of the crystallizer, the seed crystals easily stick to each other, and if the seed crystals stick to each other, they become a block, and the inflow site is easily clogged. It is possible to prevent a block by providing a device for blowing gas at the inflow location and blowing the gas.
Calcium carbonate used in the crystallizer of the present invention has stronger crystal particles than hydroxyapatite, and even if gas is blown from the bottom, the crystal particles are not broken, and the treated water does not become cloudy. ing.
As the gas, air is preferable, and it is preferable to blow at 0.05 to 0.1 times the amount of raw water.

また、種晶の粒径を選択することで、環境基準であるフッ素イオン濃度0.8mg/L以下の処理が可能となった。種晶としては平均粒子径0.2mm〜0.8mmの範囲で粒径を選択することが好ましい。
より好ましくは0.3〜0.4mmの範囲である。粒径が0.2mm未満になると、基体を吹き込むと舞い上がり生じるため、分離が難しくなり、0.8mmを超えると環境基準である0.8mg/L以下とすることが困難であると共に、晶析物の流動が悪くなり、晶析物同士が結合して塊状となって閉塞する。
前記平均粒子径は、重量累積粒度分布の50%径を示す。
In addition, by selecting the seed crystal particle size, it became possible to treat the environmental standard fluorine ion concentration of 0.8 mg / L or less. As a seed crystal, it is preferable to select a particle diameter in the range of an average particle diameter of 0.2 mm to 0.8 mm.
More preferably, it is the range of 0.3-0.4 mm. When the particle size is less than 0.2 mm, the substrate is blown up, so that separation becomes difficult. When the particle size exceeds 0.8 mm, it is difficult to set the environmental standard to 0.8 mg / L or less, and crystallization is performed. The flow of the product deteriorates, and the crystallized products are bonded to each other so as to block up.
The average particle diameter indicates a 50% diameter of the weight cumulative particle size distribution.

本発明に係る重金属を含む被処理水の処理装置は、上記生物装置を2系統以上備えていてもよい。
上記の構成によれば、生物装置による処理に異常が起きた場合に生物装置を切替えて、連続して安定した水質を確保することができる。
The treatment apparatus for water to be treated containing heavy metal according to the present invention may include two or more systems of the biological apparatus.
According to said structure, when abnormality arises in the process by a biological apparatus, a biological apparatus can be switched and the stable water quality can be ensured continuously.

本発明に係る重金属を含む排水の処理装置は、上記生物酸化装置、生物接触ろ過装置ともに、被処理水中の金属イオン濃度により大きさが設計され、特に鉄とアルミニウムイオン濃度により決定される。   The apparatus for treating wastewater containing heavy metals according to the present invention is designed to be sized according to the metal ion concentration in the water to be treated, and is determined in particular from the iron and aluminum ion concentrations.

生物酸化装置のろ過速度は生物酸化装置に流入する被処理水中の鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が20mg/L以上の場合、0.8mg/L・min以上1.5mg/L・min以下とし、生物接触ろ過装置のろ過速度を生物接触ろ過装置に流入する被処理水中の鉄、アルミニウム濃度の総和が15mg/L以上の場合、1.2mg/L・min以下とすることが好ましい。ろ過速度がこれ以上大きい装置の場合、処理水の悪化や生物処理装置の洗浄頻度が増加し、被処理水の処理効率が低下する。小さい場合は装置が大きくなり、逆洗のための設備などが大きくなる。
前記ろ過速度は、以下の式による求められる値である。
(流入の鉄濃度−処理水の鉄濃度)/滞留時間
前記滞留時間は、ろ材が充填されている容積を流量で除して求める。
The filtration rate of the biological oxidizer is 0.8 mg / L · min or more and 1.5 mg / L · min or less when the sum of the iron concentration and aluminum concentration in the water to be treated flowing into the biological oxidizer is 20 mg / L or more, When the total concentration of iron and aluminum in the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is 15 mg / L or more, the filtration rate of the biological contact filtration device is preferably 1.2 mg / L · min or less. In the case of a device having a higher filtration rate, the deterioration of the treated water and the frequency of cleaning the biological treatment device increase, and the treatment efficiency of the treated water decreases. If it is small, the apparatus becomes large and the equipment for backwashing becomes large.
The said filtration rate is a value calculated | required by the following formula | equation.
(Inflow iron concentration-iron concentration of treated water) / residence time The residence time is obtained by dividing the volume filled with the filter medium by the flow rate.

本発明に係る重金属を含む排水の処理方法は、上記生物酸化装置と生物接触ろ過装置を用いて、原水としての重金属を含む排水を通水して、鉄、マンガン、鉛、カドミウム、ヒ素、亜鉛、銅、クロム等の重金属を除去する。原水がフッ素イオンを含有する場合は、上記生物接触ろ過装置の後に、晶析装置を設け、その処理水に含まれるフッ素イオンをリン酸を添加することで、フルオロリン酸カルシウムとして晶析することができる。
上記の構成によれば、鉄、マンガン、鉛、ヒ素、亜鉛、カドミウム、銅、クロム等の重金属、及びフッ素イオンを効率よく除去することができ、環境基準値以下にすることができる。また、凝集剤や酸化薬剤を一切使わず運転管理費を低減できる。
具体的には、カドミウム、鉛、六価クロム、ヒ素については、環境基準値であるカドミウム0.01mg/L以下、鉛0.01mg/L以下、六価クロム0.05mg/L以下、ヒ素0.01mg/L以下とすることができる。亜鉛は2mg/L以下、フッ素は0.8mg/L以下、銅は2mg/L以下、マンガンは2mg/L以下、鉄は2mg/L以下とすることができる。
The method for treating wastewater containing heavy metals according to the present invention uses the bio-oxidation device and the biological contact filtration device described above to pass wastewater containing heavy metals as raw water, iron, manganese, lead, cadmium, arsenic, zinc Remove heavy metals such as copper and chromium. When the raw water contains fluorine ions, a crystallization device is provided after the biological contact filtration device, and the fluorine ions contained in the treated water can be crystallized as calcium fluorophosphate by adding phosphoric acid. .
According to said structure, heavy metals, such as iron, manganese, lead, arsenic, zinc, cadmium, copper, and chromium, and a fluorine ion can be removed efficiently, and it can be made below an environmental standard value. In addition, operation management costs can be reduced without using any flocculant or oxidizing agent.
Specifically, for cadmium, lead, hexavalent chromium and arsenic, environmental standard values of cadmium 0.01 mg / L or less, lead 0.01 mg / L or less, hexavalent chromium 0.05 mg / L or less, arsenic 0 0.01 mg / L or less. Zinc can be 2 mg / L or less, fluorine is 0.8 mg / L or less, copper is 2 mg / L or less, manganese is 2 mg / L or less, and iron is 2 mg / L or less.

次に、本発明の重金属を含む排水の処理装置及び処理方法を図面を用いて説明する。
図1は本発明の重金属を含む排水の処理装置一例の概略図である。処理装置は、生物酸化装置3、生物接触ろ過装置12を備え、更にフッ素晶析装置20により構成されている。
生物酸化装置3には、粒径4mm以上20mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されている。生物接触ろ過装置12には、粒径0.5mm以上4mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されている。生物酸化装置3は、空気又は酸素を供給する散気装置7を備える。
フローを順次説明する。原水槽1に流入した排水が原水ポンプ2にて生物酸化装置3に移送され、ブロワ8にて生物酸化装置3の底部から散気を行い、鉄イオンやマンガンイオンを酸化する為の空気を供給し、主に除鉄、除アルミニウム処理を行い、一部除マンガン処理も行う。生物酸化装置3に流入する手前でpHを測定し、そのpHを3.0〜5.5、さらに好ましくは4〜5に調整し、除鉄、除アルミニウムを行う。鉄イオンは微生物による酸化で、アルミニウムイオンは水酸化物イオンの添加による水酸化によってろ過効果により除去される。鉄イオンの酸化のため、空気又は酸素の供給が必要で、反応装置は上部がフリーの重力式を採用する。
Next, a treatment apparatus and a treatment method for wastewater containing heavy metal according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an example of a treatment apparatus for wastewater containing heavy metals according to the present invention. The treatment apparatus includes a biological oxidation apparatus 3 and a biological contact filtration apparatus 12, and further includes a fluorine crystallizer 20.
The biooxidation apparatus 3 is filled with a filter medium having a particle size of 4 mm or more and 20 mm or less, and microorganisms are supported on the filter medium. The biological contact filtration device 12 is filled with a filter medium having a particle size of 0.5 mm or more and 4 mm or less, and microorganisms are supported on the filter medium. The biooxidation device 3 includes an air diffuser 7 that supplies air or oxygen.
The flow will be described sequentially. The waste water that has flowed into the raw water tank 1 is transferred to the bio-oxidation device 3 by the raw water pump 2 and diffused from the bottom of the bio-oxidation device 3 by the blower 8 to supply air for oxidizing iron ions and manganese ions. However, iron removal and aluminum removal are mainly performed, and some manganese removal is also performed. The pH is measured before flowing into the bio-oxidation apparatus 3, the pH is adjusted to 3.0 to 5.5, more preferably 4 to 5, and iron removal and aluminum removal are performed. Iron ions are removed by the filtration effect due to oxidation by microorganisms, and aluminum ions are hydroxylated by addition of hydroxide ions. In order to oxidize iron ions, air or oxygen needs to be supplied, and the reaction apparatus adopts a gravity system with a free upper part.

生物酸化装置のろ材は粒径を粒径4mm以上20mm以下とし、その鉄イオン、アルミニウムイオンの濃度が総和で20mg/L以上40mg/L以下の場合、好ましくは5mm以上10mm未満が望ましい。ろ材の粒径が細かすぎると、鉄の酸化物やアルミニウムの水酸化物によりろ材間が速く閉塞し、直ぐに逆洗が必要となる。逆に粗すぎると、酸化速度が得られないため、ほとんど処理ができない。
また、生物酸化装置の処理速度は原水の鉄イオン、アルミニウムイオン濃度により変化するが、鉄イオン濃度およびアルミニウムイオン濃度の総和で20mg/L以上の場合、0.8mg/L・min以上1.5mg/L・min以下とする。アルミニウムイオンは生物による酸化には関係がないが、アルミニウムイオン濃度が高い場合は、ろ材の閉塞が速く、洗浄間隔を維持するために、一定の反応時間、ろ過速度を持たせる。あまり反応速度が速いと、洗浄間隔が短くなる。逆に反応速度が遅すぎると処理設備が大きくなる欠点がある。
ろ材の洗浄は生物酸化装置の水位がろ材の閉塞により上昇し、例えば差圧で1mとなったときまたは、所定のタイマーにより洗浄を行う。洗浄方法は生物酸化装置3の水位が所定の位置になるまで水抜きを行い、その後、洗浄コンプレッサー10にて空気を生物酸化装置3の底部より散気して、ろ材間の汚泥を剥離させ、次に、処理水槽16の処理水を逆洗ポンプ25にて生物酸化装置3の底部から送り込んで、上部から汚泥を排出して、汚泥濃縮タンク30に送る。汚泥濃縮タンクの流入前で、高分子タンク26のアニオン高分子を高分子供給ポンプ29で供給し、汚泥を濃縮する。濃縮された汚泥は汚泥移送ポンプ32で天日乾燥床31に送られ、充填された砂によりろ過されると共に、天日によって水分が蒸発し、含水率の低いケーキとなる。場所がない場合は天日乾燥は脱水機でも構わなず、効率的に汚泥が減量できる方法を選択する。また、汚泥のろ液は原水槽に戻される。
The filter medium of the biological oxidation apparatus has a particle size of 4 mm or more and 20 mm or less, and when the total concentration of iron ions and aluminum ions is 20 mg / L or more and 40 mg / L or less, it is preferably 5 mm or more and less than 10 mm. When the particle size of the filter medium is too fine, the gap between the filter mediums is quickly blocked by iron oxide or aluminum hydroxide, and it is necessary to immediately backwash. On the other hand, if it is too rough, the oxidation rate cannot be obtained, so that the treatment is hardly possible.
The treatment rate of the bio-oxidation device varies depending on the iron ion and aluminum ion concentrations in the raw water. If the total iron ion concentration and aluminum ion concentration is 20 mg / L or more, 0.8 mg / L · min to 1.5 mg. / L · min or less. Although aluminum ions are not related to oxidation by living organisms, when the aluminum ion concentration is high, the filter medium is clogged quickly, and in order to maintain the washing interval, a certain reaction time and filtration rate are provided. If the reaction rate is too fast, the cleaning interval becomes shorter. Conversely, if the reaction rate is too slow, there is a disadvantage that the processing equipment becomes large.
The filter medium is washed when the water level of the bio-oxidation device rises due to the blockage of the filter medium, for example, when the differential pressure reaches 1 m or by a predetermined timer. In the washing method, water is drained until the water level of the bio-oxidation device 3 reaches a predetermined position, and then air is diffused from the bottom of the bio-oxidation device 3 by the washing compressor 10 to separate sludge between the filter media, Next, the treated water in the treated water tank 16 is sent from the bottom of the biological oxidizer 3 by the backwash pump 25, the sludge is discharged from the top, and sent to the sludge concentration tank 30. Before the inflow of the sludge concentration tank, the anionic polymer in the polymer tank 26 is supplied by the polymer supply pump 29 to concentrate the sludge. The concentrated sludge is sent to the sun drying bed 31 by the sludge transfer pump 32 and filtered by the filled sand, and the water evaporates by the sun to form a cake with a low water content. If there is no place, the sun drying may be a dehydrator, and a method that can reduce sludge efficiently is selected. Sludge filtrate is returned to the raw water tank.

その後、加圧ポンプ11により加圧して、生物接触ろ過装置12に供給する。ここでは、鉄イオンがほとんど酸化されているとともに、溶存酸素濃度も高いため、上部から流入し底部から処理水が流出する圧力式のろ過設備とする。酸化して除去できなかった微細な鉄、アルミフロックの除去やマンガンの酸化除去をメインに行う。生物接触ろ過装置12に流入する前に再度pHを5.5以上7.0以下に調整する。   Then, it pressurizes with the pressurization pump 11, and supplies it to the biological contact filtration apparatus 12. FIG. Here, since iron ions are almost oxidized and the dissolved oxygen concentration is high, a pressure-type filtration facility in which treated water flows in from the top and the treated water flows out from the bottom. It mainly removes fine iron and aluminum floc that could not be removed by oxidation and oxidation removal of manganese. Before flowing into the biological contact filtration device 12, the pH is adjusted again to 5.5 or more and 7.0 or less.

ろ材の粒径はマンガン酸化がより効率的に実施でき、微細なフロックがろ過できると共に、ろ材の閉塞による洗浄間隔が保てるように、粒径0.5mm以上4mm以下のろ材が充填される。さらに好ましくは粒径0.5mm以上3mm未満のろ材が望ましい。
生物接触ろ過装置のろ過速度を生物接触ろ過装置に流入する被処理水中の鉄濃度および、アルミニウム濃度の総和で15mg/L以上の場合、1.2mg/L・min以下とする。マンガンの酸化では汚泥量はそれほど増加せず、除去し切れなかった鉄イオンやアルミニウムイオン濃度に影響される。
The filter medium is filled with a filter medium having a particle diameter of 0.5 mm or more and 4 mm or less so that manganese oxidation can be performed more efficiently, fine flocs can be filtered, and a cleaning interval can be maintained by blocking the filter medium. More preferably, a filter medium having a particle size of 0.5 mm or more and less than 3 mm is desirable.
The filtration rate of the biological contact filtration device is 1.2 mg / L · min or less when the total concentration of iron and aluminum in the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is 15 mg / L or more. Manganese oxidation does not increase the amount of sludge so much and is affected by the concentration of iron ions and aluminum ions that could not be removed.

生物接触ろ過装置12はタイマーによる洗浄を行う。洗浄は所定の位置まで装置内の水位を下げた後、装置底部の洗浄空気管15に洗浄コンプレッサー10から空気を送りろ材間の汚泥を剥離させ、上部から洗浄排水を排出し、汚泥濃縮タンク30に貯める。汚泥濃縮タンクでは生物酸化装置の洗浄と同様、アニオン高分子を供給して汚泥を濃縮、その後天日乾燥床31に送水して乾燥させる。天日乾燥床でろ過された水分はフッ素を含むため、原水槽に戻される。
生物接触ろ過装置12の処理水は処理水槽16に貯留され、次の工程であるフッ素晶析装置20に晶析ポンプ19にて送水される。フッ素晶析装置20は下部から原水が供給され、上部から処理水が流出する仕組みで、その中間に晶析物が充填されている。晶析物としては安価で無害な炭酸カルシウムの結晶を用いることが望ましい。炭酸カルシウムの結晶は溶解しにくく、強固であるから利用しやすい。その他にも、参考特許に記載のヒドロキシアパタイトなどの例があるが、結晶物が摩擦に弱く、処理水が白濁するため、水処理用としては勧められない。粒径は、反応性が高く、上部から越流しにくい0.2mm以上0.8mm以下のものを用いる。好ましくは0.3mmから0.4mmが望まれる。
The biological contact filtration device 12 performs cleaning with a timer. In the cleaning, the water level in the apparatus is lowered to a predetermined position, and then air is sent from the cleaning compressor 10 to the cleaning air pipe 15 at the bottom of the apparatus, the sludge between the filter media is peeled off, the cleaning waste water is discharged from the top, and the sludge concentration tank 30 Save on. In the sludge concentration tank, the anionic polymer is supplied to concentrate the sludge in the same manner as the cleaning of the biooxidation apparatus, and then the water is sent to the sun drying bed 31 and dried. Since the water filtered in the sun-dried bed contains fluorine, it is returned to the raw water tank.
The treated water of the biological contact filtration device 12 is stored in the treated water tank 16 and is fed to the fluorine crystallizer 20 which is the next step by the crystallization pump 19. The fluorine crystallizer 20 has a mechanism in which raw water is supplied from the lower part and treated water flows out from the upper part, and a crystallized product is filled in the middle. As the crystallized product, it is desirable to use inexpensive and harmless calcium carbonate crystals. Calcium carbonate crystals are difficult to dissolve and are strong and easy to use. In addition, there are examples such as hydroxyapatite described in the reference patent, but since the crystal is weak against friction and the treated water becomes cloudy, it is not recommended for water treatment. The particle size is 0.2 mm or more and 0.8 mm or less which is highly reactive and difficult to overflow from the upper part. Preferably 0.3 mm to 0.4 mm is desired.

晶析装置にフッ素イオンとカルシウムイオンを含む原水を下部から流入させ、リン酸タンク21からリン酸供給ポンプ22にてリン酸を原水に添加し、次式の反応により、
5Ca2+ + 3PO4 3‐ + F → Ca5(PO4)3
フルオロリン酸カルシウムとして炭酸カルシウムの周りに析出させる。
結晶物が大きく成長してくると除去能力が低下するため、炭酸カルシウムが成長して粒径が0.8mmを超えた場合には引き抜くことが好ましい。
引き抜きは原水供給を停止し、晶析物引抜バルブ23を開けて、晶析物回収パック24に回収する。
Raw water containing fluorine ions and calcium ions is flowed into the crystallizer from the lower part, and phosphoric acid is added to the raw water from the phosphoric acid tank 21 by the phosphoric acid supply pump 22.
5Ca 2+ + 3PO 4 3− + F → Ca 5 (PO 4 ) 3 F
Precipitate around calcium carbonate as calcium fluorophosphate.
Since the removal ability decreases when the crystal substance grows large, it is preferable to pull out when the calcium carbonate grows and the particle diameter exceeds 0.8 mm.
In the extraction, the raw water supply is stopped, and the crystallized substance extraction valve 23 is opened to recover the crystallized substance recovery pack 24.

実施例、比較例を以下に示す。
実施例1
内径0.2m、高さ2.8mの反応槽に、ろ材として粒径5〜10mmの天然ゼオライトが1.6m充填され、該ろ材に地下水を原水とした浄水場の鉄バクテリア汚泥から得た微生物が担持された生物酸化装置と、内径0.2m、高さ2.8mの反応槽に、ろ材として0.5〜2.0mmの天然ゼオライトが1.6mm充填され、該ろ材に地下水を原水とした浄水場の鉄バクテリア汚泥から得た微生物が担持された生物接触ろ過装置を有する図1に示すような処理装置を用いて以下の重金属を含む排水の処理を行った。尚、生物酸化装置は、底部から3L/minにて散気して空気を供給した。
原水は、pH3.4、
鉄 28mg/L
アルミニウム 8.8mg/L
マンガン 2.5mg/L
亜鉛 1.4mg/L
鉛 0.1mg/L
銅 0.5mg/L
カドミウム 0.1mg/L
であった。原水のpHを、pH調整剤供給装置により水酸化ナトリウムを添加して、pH4.5に調整し、流量107L/hr(LV4m/hr)で生物酸化装置によりろ過を行った。
Examples and comparative examples are shown below.
Example 1
Microorganism obtained from iron bacterial sludge of a water purification plant filled with 1.6 m of natural zeolite having a particle diameter of 5 to 10 mm as a filter medium in a reaction tank having an inner diameter of 0.2 m and a height of 2.8 m. Is loaded with 1.6 mm of 0.5 to 2.0 mm of natural zeolite as a filter medium in a bio-oxidation apparatus having an inner diameter of 0.2 m and a height of 2.8 m. Wastewater containing the following heavy metals was treated using a treatment apparatus as shown in FIG. 1 having a biological contact filtration device on which microorganisms obtained from iron bacterial sludge of a water purification plant were carried. The bio-oxidation apparatus diffused air at 3 L / min from the bottom and supplied air.
Raw water is pH 3.4,
Iron 28mg / L
Aluminum 8.8mg / L
Manganese 2.5mg / L
Zinc 1.4mg / L
Lead 0.1mg / L
Copper 0.5mg / L
Cadmium 0.1mg / L
Met. The pH of the raw water was adjusted to pH 4.5 by adding sodium hydroxide with a pH adjuster supply device, and filtered with a biooxidation device at a flow rate of 107 L / hr (LV 4 m / hr).

生物酸化装置により処理された処理水はpH5.0、
鉄 4.4mg/L
アルミニウム 2.2mg/L
マンガン 1.4mg/L
亜鉛 0.7mg/L
鉛 0.01mg/L
銅 0.2mg/L
カドミウム 0.01mg/L
であった。
除去速度は
(28+8.8−4.4−2.2)(mg/L)/28(min)
=1.08(mg/L・min)
であり、
滞留時間は、ろ材の充填されている容積が、
0.2×0.2÷4×3.14×1.6=0.050(m3
であるため、
0.05(m3)÷107(L/hr)=28(min)
であった。
The treated water treated by the bio-oxidizer has a pH of 5.0,
Iron 4.4mg / L
Aluminum 2.2mg / L
Manganese 1.4mg / L
Zinc 0.7mg / L
Lead 0.01mg / L
Copper 0.2mg / L
Cadmium 0.01mg / L
Met.
Removal rate is (28 + 8.8-4.4-2.2) (mg / L) / 28 (min)
= 1.08 (mg / L · min)
And
The residence time is determined by the volume filled with the filter medium.
0.2 × 0.2 ÷ 4 × 3.14 × 1.6 = 0.050 (m 3 )
Because
0.05 (m 3 ) ÷ 107 (L / hr) = 28 (min)
Met.

次に、前記生物酸化処理により処理された処理水のpHをpH調整剤供給装置により水酸化ナトリウムを添加してpH6.0に調整し、生物接触ろ過装置によりろ過を行った。
生物接触ろ過装置により処理された処理水はpH6.0、
鉄 0.1mg/L
アルミニウム 0.2mg/L
マンガン 0.1mg/L
亜鉛 0.1mg/L
鉛 0.01mg/L
銅 0.1mg/L
カドミウム 0.01mg/L
であった。
生物接触ろ過装置に流入される被処理水における鉄とアルミニウムの総和は6.6mg/Lであり、除去速度は
(4.4+2.2−0.1−0.2)(mg/L)/25(min)
=0.25(mg/L・min)
であった。
滞留時間は、ろ材の充填されている容積が、
0.2×0.2÷4×3.14×1.6=0.050(m3
であるため、
0.05(m3)÷120(L/hr)=25(min)
であった。
Next, the pH of the treated water treated by the biological oxidation treatment was adjusted to pH 6.0 by adding sodium hydroxide with a pH adjuster supply device, and filtered with a biological contact filtration device.
The treated water treated by the biological contact filtration device has a pH of 6.0,
Iron 0.1mg / L
Aluminum 0.2mg / L
Manganese 0.1mg / L
Zinc 0.1mg / L
Lead 0.01mg / L
Copper 0.1mg / L
Cadmium 0.01mg / L
Met.
The total amount of iron and aluminum in the treated water flowing into the biological contact filtration device is 6.6 mg / L, and the removal rate is (4.4 + 2.2−0.1−0.2) (mg / L) / 25 (min)
= 0.25 (mg / L · min)
Met.
The residence time is determined by the volume filled with the filter medium.
0.2 × 0.2 ÷ 4 × 3.14 × 1.6 = 0.050 (m 3 )
Because
0.05 (m 3 ) ÷ 120 (L / hr) = 25 (min)
Met.

実施例2
実施例1において、生物酸化装置のろ材を粒径10mm〜20mmの天然ゼオライトに変更した以外は実施例1と同じ生物酸化装置及び生物接触ろ過装置を有する処理装置を用いて、以下の原水の処理を行った。
原水のpH3.2、
鉄 40mg/L
アルミニウム 30mg/L
マンガン 20mg/L
亜鉛 6mg/L
鉛 1mg/L
銅 8mg/L
カドミウム 0.04mg/L
の原水をpH調整剤供給装置により水酸化ナトリウムを添加して、pH5に調整し、流量88L/hrで生物酸化装置によりろ過を行った。
Example 2
In Example 1, the following raw water treatment was performed using the same treatment apparatus having the same biooxidation apparatus and biological contact filtration apparatus as Example 1 except that the filter medium of the biooxidation apparatus was changed to natural zeolite having a particle diameter of 10 mm to 20 mm. Went.
PH 3.2 of raw water,
Iron 40mg / L
Aluminum 30mg / L
Manganese 20mg / L
Zinc 6mg / L
Lead 1mg / L
Copper 8mg / L
Cadmium 0.04mg / L
The raw water was adjusted to pH 5 by adding sodium hydroxide with a pH adjuster supply device, and filtered with a bio-oxidation device at a flow rate of 88 L / hr.

生物酸化装置の処理水はpH5.5、
鉄 10mg/L
アルミニウム 10mg/L
マンガン 15mg/L
亜鉛 3mg/L
鉛 0.01mg/L
銅 4mg/L
カドミウム 0.02mg/L
であった。
除去速度は
(40+30−10−10)(mg/L)/34(min)
=1.47(mg/L・min)
であり、
滞留時間は、ろ材の充填されている容積が、
0.2×0.2÷4×3.14×1.6=0.050(m3
であるため、
0.05(m3)÷88(L/hr)=34(min)
であった。
The treated water of the bio-oxidizer is pH 5.5
Iron 10mg / L
Aluminum 10mg / L
Manganese 15mg / L
Zinc 3mg / L
Lead 0.01mg / L
Copper 4mg / L
Cadmium 0.02mg / L
Met.
Removal rate is (40 + 30-10-10) (mg / L) / 34 (min)
= 1.47 (mg / L · min)
And
The residence time is determined by the volume filled with the filter medium.
0.2 × 0.2 ÷ 4 × 3.14 × 1.6 = 0.050 (m 3 )
Because
0.05 (m 3 ) ÷ 88 (L / hr) = 34 (min)
Met.

次に、前記生物酸化処理により処理された処理水のpHをpH調整剤供給装置により水酸化ナトリウムを添加してpH6.0に調整し、生物接触ろ過装置によりろ過を行った。
生物接触ろ過装置の処理水はpH6で、
鉄 0.3mg/L
アルミニウム 0.3mg/L
マンガン 1mg/L
亜鉛 0.1mg/L
鉛 0.01mg/L
銅 0.1mg/L
カドミウム 0.01mg/L
であった。
除去速度は
(10+10−0.3−0.3)(mg/L)/28(min)
=0.69(mg/L・min)
であり、
滞留時間は、ろ材の充填されている容積が、
0.2×0.2÷4×3.14×1.6=0.050(m3
であるため、
0.05(m3)÷107(L/hr)=28(min)
であった。
Next, the pH of the treated water treated by the biological oxidation treatment was adjusted to pH 6.0 by adding sodium hydroxide with a pH adjuster supply device, and filtered with a biological contact filtration device.
The treated water of the biological contact filtration device is pH 6,
Iron 0.3mg / L
Aluminum 0.3mg / L
Manganese 1mg / L
Zinc 0.1mg / L
Lead 0.01mg / L
Copper 0.1mg / L
Cadmium 0.01mg / L
Met.
Removal rate is (10 + 10-0.3-0.3) (mg / L) / 28 (min)
= 0.69 (mg / L · min)
And
The residence time is determined by the volume filled with the filter medium.
0.2 × 0.2 ÷ 4 × 3.14 × 1.6 = 0.050 (m 3 )
Because
0.05 (m 3 ) ÷ 107 (L / hr) = 28 (min)
Met.

実施例3
内径1.6m、高さ2mの反応槽に、ろ材として粒径10〜20mmの天然ゼオライトが1.6m充填され、該ろ材に地下水を原水とした浄水場の鉄バクテリア汚泥から得た微生物が担持された生物酸化装置と、内径0.2m、高さ2.8mの反応槽に、ろ材として0.5〜2.0mmの天然ゼオライトが1.6mm充填され、該ろ材に地下水を原水とした浄水場の鉄バクテリア汚泥から得た微生物が担持された生物接触ろ過装置を有する図1に示すような処理装置を用いて以下の重金属を含む排水の処理を行った。尚、生物酸化装置は、底部から3L/minにて散気して空気を供給した。
原水は、
鉄 60mg/L
アルミニウム 25mg/L
マンガン 5mg/L
亜鉛 2mg/L
鉛 0.04mg/L
銅 2.0mg/L
カドミウム 0.02mg/L
であった。原水のpHをpH調整剤供給装置により水酸化ナトリウムを添加して、pH5.6に調整し、流量9m3/hrで生物酸化装置によりろ過を行った。反応時間は38.5分であった。
Example 3
The reaction tank with an inner diameter of 1.6 m and a height of 2 m is filled with 1.6 m of natural zeolite having a particle size of 10 to 20 mm as a filter medium, and the filter medium carries microorganisms obtained from iron bacterial sludge from a water purification plant using groundwater as raw water. The biooxidation apparatus and a reaction tank having an inner diameter of 0.2 m and a height of 2.8 m are filled with 1.6 mm of natural zeolite of 0.5 to 2.0 mm as a filter medium, and the filter medium uses groundwater as raw water. Wastewater containing the following heavy metals was treated using a treatment apparatus as shown in FIG. 1 having a biological contact filtration device on which microorganisms obtained from iron-bacteria sludge in the field were supported. The bio-oxidation apparatus diffused air at 3 L / min from the bottom and supplied air.
Raw water
Iron 60mg / L
Aluminum 25mg / L
Manganese 5mg / L
Zinc 2mg / L
Lead 0.04mg / L
Copper 2.0mg / L
Cadmium 0.02mg / L
Met. The pH of the raw water was adjusted to pH 5.6 by adding sodium hydroxide with a pH adjuster supply device, and filtered with a biological oxidizer at a flow rate of 9 m 3 / hr. The reaction time was 38.5 minutes.

生物酸化装置により処理された処理水は、
鉄 35mg/L
アルミニウム 10mg/L
マンガン 4mg/L
亜鉛 1.5mg/L
鉛 0.02mg/L
銅 1.1mg/L
カドミウム 0.02mg/L
に処理された。
除去速度は
(60−35+25−10)/38.5×60=1.04(mg/L・h)
であった。
The treated water treated by the bio-oxidizer is
Iron 35mg / L
Aluminum 10mg / L
Manganese 4mg / L
Zinc 1.5mg / L
Lead 0.02mg / L
Copper 1.1mg / L
Cadmium 0.02mg / L
Was processed.
The removal rate is (60−35 + 25−10) /38.5×60=1.04 (mg / L · h)
Met.

次に、前記生物酸化処理により処理された処理水のpHをpH調整剤供給装置により水酸化ナトリウムを添加してpH7.0に調整し、生物接触ろ過装置によりろ過を行った。
生物接触ろ過装置の処理水は、
鉄 1.5mg/L
アルミニウム 1mg/L
マンガン 1.8mg/L
亜鉛 0.8mg/L
鉛 0.01mg/L
銅 0.01mg/L
カドミウム 0.01mg/L
まで処理された。洗浄は2日に1回となり、鉄、マンガンの処理が安定した。
除去速度は、
(35−1.5+10−1)/38.5×60=1.1(mg/L・hr)
であった。
Next, the pH of the treated water treated by the biological oxidation treatment was adjusted to pH 7.0 by adding sodium hydroxide with a pH adjuster supply device, and filtered with a biological contact filtration device.
The treated water of biological contact filtration equipment
Iron 1.5mg / L
Aluminum 1mg / L
Manganese 1.8mg / L
Zinc 0.8mg / L
Lead 0.01mg / L
Copper 0.01mg / L
Cadmium 0.01mg / L
Until processed. Cleaning was performed once every two days, and the treatment of iron and manganese became stable.
The removal rate is
(35-1.5 + 10-1) /38.5×60=1.1 (mg / L · hr)
Met.

比較例1
実施例3において、生物酸化装置に用いたろ材を粒径10〜30mmの天然ゼオライトとした以外は実施例3と同様に原水を生物酸化装置にて処理した。
得られた処理水は
鉄 55mg/L
アルミニウム 20mg/L
マンガン 5mg/L
亜鉛 1.8mg/L
鉛 0.03mg/L
銅 2.0mg/L
カドミウム 0.02mg/L
に処理されたが、ほとんど処理が進まなかった。
Comparative Example 1
In Example 3, raw water was treated in the biooxidation apparatus in the same manner as in Example 3 except that the filter medium used in the biooxidation apparatus was natural zeolite having a particle size of 10 to 30 mm.
The obtained treated water is iron 55mg / L
Aluminum 20mg / L
Manganese 5mg / L
Zinc 1.8mg / L
Lead 0.03mg / L
Copper 2.0mg / L
Cadmium 0.02mg / L
Was processed, but the processing hardly proceeded.

比較例2
実施例3において、生物接触ろ過装置に用いたろ材を粒径0.3〜1.5mmの天然ゼオライトとした以外は実施例3と同様に原水を生物酸化装置にて処理し、次いで生物接触ろ過装置で処理した。
得られた生物接触ろ過装置の処理水は
鉄 3mg/L
アルミニウム 1mg/L
マンガン 4mg/L
亜鉛 1.4mg/L
鉛 0.01mg/L
銅 0.8mg/L
カドミウム 0.01mg/L
であり、上記のように処理されたが、洗浄が1日に2回必要で、鉄、マンガンの処理性能が確保できず、亜鉛、銅の処理性が悪かった。
Comparative Example 2
In Example 3, the raw water was treated in the bio-oxidation apparatus in the same manner as in Example 3 except that the filter medium used in the biological contact filtration device was natural zeolite having a particle size of 0.3 to 1.5 mm. Processed with the device.
The treated water of the obtained biological contact filtration device is iron 3mg / L
Aluminum 1mg / L
Manganese 4mg / L
Zinc 1.4mg / L
Lead 0.01mg / L
Copper 0.8mg / L
Cadmium 0.01mg / L
Although it was processed as described above, cleaning was necessary twice a day, the processing performance of iron and manganese could not be ensured, and the processing performance of zinc and copper was poor.

実施例4
被処理水にフッ素が含有される場合のフッ素の処理について、フッ素晶析装置によるフッ素除去を実施した。
晶析装置は、平均粒径が0.3mmの炭酸カルシウム(三共精粉株式会社製、粒状炭カルK−1)が種晶として充填され、底部から被処理水を通水し、流入箇所に空気を6L/hrで供給した。
カルシウム濃度 80mg/L
フッ素濃度 2.4mg/L
の被処理水に、リン酸性リンが20mg/Lとなるように85%リン酸を74.4mg/L添加し、pHを水酸化ナトリウムを用いてpH6.2とし、通水速度13m/hrにて処理を行った結果、処理水はフッ素濃度が0.75mg/Lとなった。
Example 4
Regarding the treatment of fluorine when the water to be treated contains fluorine, fluorine removal was performed by a fluorine crystallizer.
The crystallizer is filled with calcium carbonate having an average particle size of 0.3 mm (Sankyo Seiyaku Co., Ltd., granular charcoal K-1) as a seed crystal, water to be treated is passed from the bottom, and into the inflow area. Air was supplied at 6 L / hr.
Calcium concentration 80mg / L
Fluorine concentration 2.4mg / L
To the water to be treated, 74.4 mg / L of 85% phosphoric acid is added so that phosphoric acid phosphorus is 20 mg / L, the pH is adjusted to 6.2 with sodium hydroxide, and the water flow rate is 13 m / hr. As a result, the treated water had a fluorine concentration of 0.75 mg / L.

実施例5
実施例4において、晶析装置に平均粒径が0.5mmの炭酸カルシウムを種晶として用いた以外は実施例4と同様に、被処理水の処理を行った。処理水はフッ素濃度が1.7mg/Lであった。
Example 5
In Example 4, the water to be treated was treated in the same manner as in Example 4 except that calcium carbonate having an average particle diameter of 0.5 mm was used as a seed crystal in the crystallizer. The treated water had a fluorine concentration of 1.7 mg / L.

1 原水槽
2 原水ポンプ
3 生物酸化装置
4 pH計
5 苛性タンク
6 苛性供給ポンプ
7 散気装置
8 ブロワ
9 逆洗空気管
10 洗浄コンプレッサー(逆洗コンプレッサー)
11 加圧ポンプ
12 生物接触ろ過装置
13 pH計
14 苛性供給ポンプ
15 洗浄空気管
16 処理水槽
19 晶析ポンプ
20 フッ素晶析装置
21 リン酸タンク
22 リン酸供給ポンプ
23 晶析物引抜バルブ
24 晶析物回収パック
25 逆洗ポンプ
26 高分子タンク
29 高分子供給ポンプ
30 汚泥濃縮タンク
31 天日乾燥床
32 汚泥移送ポンプ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Raw water tank 2 Raw water pump 3 Bio-oxidizer 4 pH meter 5 Caustic tank 6 Caustic supply pump 7 Air diffuser 8 Blower 9 Backwash air pipe 10 Washing compressor (backwashing compressor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Pressurization pump 12 Biological contact filtration apparatus 13 pH meter 14 Caustic supply pump 15 Washing air pipe 16 Treated water tank 19 Crystallization pump 20 Fluorination crystallizer 21 Phosphoric acid tank 22 Phosphoric acid supply pump 23 Crystallized drawing valve 24 Crystallization Waste collection pack 25 Backwash pump 26 Polymer tank 29 Polymer supply pump 30 Sludge concentration tank 31 Sun drying bed 32 Sludge transfer pump

Claims (19)

粒径が4mm以上20mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなる生物酸化装置と、粒径が0.5mm以上4mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなる生物接触ろ過装置とを順に有し、前記微生物が鉄バクテリア、マンガン酸化菌を含む微生物であり、前記生物酸化装置が空気または酸素を供給する散気装置を備えることを特徴とする重金属を含む排水の処理装置。 A bio-oxidation apparatus in which a filter medium having a particle size of 4 mm or more and 20 mm or less is filled and microorganisms are supported on the filter medium, and a filter medium having a particle size of 0.5 mm or more and 4 mm or less is filled, and microorganisms are supported on the filter medium. Comprising a heavy metal, characterized in that the microorganism is a microorganism containing iron bacteria and manganese oxidizing bacteria in order , and the biological oxidizing apparatus includes an air diffuser for supplying air or oxygen Wastewater treatment equipment. 前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水のpHを3.0から5.5の範囲に調整するpH調整剤供給装置を備え、前記生物接触ろ過装置は、生物接触ろ過装置に流入する被処理水のpHを5.5から7.0の範囲に調整するpH調整剤供給装置を備えることを特徴とする請求項1に記載の重金属を含む排水の処理装置。   The bio-oxidation device includes a pH adjuster supply device that adjusts the pH of the water to be treated flowing into the bio-oxidation device to a range of 3.0 to 5.5, and the bio-contact filtration device is connected to the bio-contact filtration device. The apparatus for treating wastewater containing heavy metals according to claim 1, further comprising a pH adjuster supply device that adjusts the pH of the influent water to be treated to a range of 5.5 to 7.0. 前記重金属を含む排水がフッ素を含有し、前記生物接触ろ過装置の後に、リン酸イオン供給装置を具備し、リン酸イオンを添加してフッ素を晶析する晶析装置を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の重金属を含む排水の処理装置。   The wastewater containing heavy metal contains fluorine, and is provided with a phosphate ion supply device after the biological contact filtration device, and has a crystallizer that crystallizes fluorine by adding phosphate ions. An apparatus for treating waste water containing the heavy metal according to claim 1. 前記晶析装置は、平均粒子径が0.2mm以上0.8mm以下の炭酸カルシウムが種晶として充填され、底部から被処理水が通水され、流入箇所に気体を吹き込む装置を備えることを特徴とする請求項3記載の重金属を含む排水の処理装置。   The crystallization apparatus includes a device in which calcium carbonate having an average particle diameter of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less is filled as a seed crystal, water to be treated is passed from the bottom, and a gas is blown into an inflow portion. The processing apparatus of the waste_water | drain containing the heavy metal of Claim 3. 前記晶析装置は、晶析装置に流入する被処理水にカルシウムイオンを添加するカルシウムイオン供給装置を備えることを特徴とする請求項3又は4に記載の重金属を含む排水の処理装置。   The said crystallizer is equipped with the calcium ion supply apparatus which adds calcium ion to the to-be-processed water which flows into a crystallizer, The processing apparatus of the waste_water | drain containing the heavy metal of Claim 3 or 4 characterized by the above-mentioned. 前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水に2価の鉄イオンを添加する鉄イオン供給装置、及び/又はマンガンイオンを添加するマンガンイオン供給装置を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理装置。   The said bio-oxidation apparatus is provided with the iron ion supply apparatus which adds a bivalent iron ion to the to-be-processed water which flows in into a bio-oxidation apparatus, and / or the manganese ion supply apparatus which adds a manganese ion. The processing apparatus of the waste_water | drain containing the heavy metal as described in any one of 1-5. 前記生物酸化装置は、生物酸化装置に流入する被処理水にマンガンイオンを添加するマンガンイオン供給装置及びアンモニア性窒素を添加するアンモニア性窒素供給装置を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理装置。   The said biological oxidation apparatus is equipped with the manganese ion supply apparatus which adds manganese ion to the to-be-processed water which flows in into a biological oxidation apparatus, and the ammoniacal nitrogen supply apparatus which adds ammonia nitrogen. A wastewater treatment apparatus comprising the heavy metal according to any one of the above. 重金属を含む排水の処理方法であって、該排水を、粒径が4mm以上20mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなり、空気または酸素を供給する散気装置を備える生物酸化装置により処理する生物酸化処理工程と、次いで粒径が0.5mm以上4mm以下のろ材が充填され、該ろ材に微生物が担持されてなる生物接触ろ過装置により処理する生物接触ろ過処理工程とを有し、前記微生物が鉄バクテリア、マンガン酸化菌を含む微生物であることを特徴とする重金属を含む排水の処理方法。 A method for treating wastewater containing heavy metals, wherein the wastewater is filled with a filter medium having a particle size of 4 mm or more and 20 mm or less, a microorganism is supported on the filter medium, and a living body provided with an air diffuser for supplying air or oxygen A biological oxidation treatment step for treating with an oxidizer, and a biological contact filtration treatment step for treating with a biological contact filtration device in which a filter medium having a particle size of 0.5 mm or more and 4 mm or less is filled and microorganisms are supported on the filter medium. Yes, and processing method of waste water containing heavy metals, wherein said microorganism is a microorganism containing iron bacteria, manganese-oxidizing bacteria. 前記生物酸化装置に流入する被処理水のpHを3.0から5.5の範囲に調整し、生物接触ろ過装置に流入する被処理水のpHを5.5から7.0の範囲に調整することを特徴とする請求項8に記載の重金属を含む排水の処理方法。   The pH of the water to be treated flowing into the bio-oxidation device is adjusted to a range of 3.0 to 5.5, and the pH of the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is adjusted to a range of 5.5 to 7.0. A method for treating wastewater containing heavy metal according to claim 8. 前記重金属を含む排水がフッ素を含有し、生物接触ろ過処理工程の後に、リン酸イオンを添加してフッ素を晶析する晶析装置によりフッ素の除去を行うフッ素晶析工程を有することを特徴とする請求項8又は9に記載の重金属を含む排水の処理方法。   The wastewater containing heavy metal contains fluorine, and has a fluorine crystallization step of removing fluorine by a crystallizer that crystallizes fluorine by adding phosphate ions after the biological contact filtration treatment step. The processing method of the waste_water | drain containing the heavy metal of Claim 8 or 9. 前記リン酸イオンを、リン酸性リン濃度が晶析装置に流入する被処理水のフッ素濃度に対して4〜9倍(質量比)となるように添加することを特徴とする請求項10に記載の重金属を含む排水の処理方法。   The phosphate ion is added so that the phosphoric acid phosphorus concentration is 4 to 9 times (mass ratio) with respect to the fluorine concentration of the water to be treated flowing into the crystallizer. Of waste water containing heavy metals. 前記晶析装置が、平均粒子径が0.2mm以上0.8mm以下の炭酸カルシウムが種晶として充填され、底部から被処理水を通水し、流入箇所に気体を吹き込みながら晶析を行うことを特徴とする請求項10又は11に記載の重金属を含む排水の処理方法。   The crystallizer is filled with calcium carbonate having an average particle size of 0.2 mm or more and 0.8 mm or less as a seed crystal, water to be treated is passed from the bottom, and crystallization is performed while blowing gas into the inflow portion. The processing method of the waste_water | drain containing the heavy metal of Claim 10 or 11 characterized by these. 前記晶析装置に流入する被処理水にカルシウムイオンを添加するカルシウムイオン供給工程を有し、前記被処理水のフッ素濃度に対して、カルシウムイオンを 10〜20倍(Ca/F質量比)となるように添加することを特徴とする請求項10〜12のいずれか一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。   A calcium ion supply step of adding calcium ions to the water to be treated flowing into the crystallizer, and the calcium ions are 10 to 20 times (Ca / F mass ratio) with respect to the fluorine concentration of the water to be treated. It adds so that it may become, The processing method of the waste_water | drain containing the heavy metal as described in any one of Claims 10-12 characterized by the above-mentioned. 前記晶析装置に流入する被処理水のpHが6.0〜7.0であることを特徴とする請求項10〜13のいずれか一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。   The method for treating wastewater containing heavy metals according to any one of claims 10 to 13, wherein the pH of the water to be treated flowing into the crystallizer is 6.0 to 7.0. 前記生物酸化装置に流入する被処理水の2価の鉄イオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Fe2+/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が5未満の場合は、前記被処理水に2価の鉄イオンを前記割合が5〜10となるように添加することを特徴とする請求項8〜14のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。 The ratio of the concentration of divalent iron ions in the water to be treated flowing into the biological oxidizer to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions (heavy metal mass ratio other than Fe 2+ / Fe 2+ and Mn) is When the ratio is less than 5, divalent iron ions are added to the water to be treated so that the ratio is 5 to 10. The heavy metal according to any one of claims 8 to 14, Wastewater treatment method including. 前記2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属が、ヒ素及び鉛を含有し、2価鉄イオンの濃度のヒ素及び鉛濃度に対する割合(Fe2+/As+Pb質量比)が5未満の場合、被処理水に2価の鉄イオンを前記割合が5〜10となるように添加することを特徴とする請求項15に記載の重金属を含む排水の処理方法。 If the heavy metal other than the divalent iron ion and manganese ion contains arsenic and lead, and the ratio of the concentration of the divalent iron ion to the arsenic and lead concentration (Fe 2+ / As + Pb mass ratio) is less than 5, The method for treating wastewater containing heavy metals according to claim 15, wherein divalent iron ions are added to water so that the ratio is 5 to 10. 前記生物酸化装置に流入する被処理水のマンガンイオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Mn/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が0.5未満の場合は、前記被処理水にマンガンイオンを前記割合が0.5〜1となるように添加することを特徴とする請求項8〜16のいずれかに一項に記載の重金属を含む排水の処理方法。 The ratio of the concentration of manganese ions in the water to be treated flowing into the bio-oxidizer to the concentration of heavy metals other than divalent iron ions and manganese ions (heavy metal mass ratio other than Mn / Fe 2+ and Mn) is less than 0.5. In the case, manganese ion is added to the water to be treated so that the ratio is 0.5 to 1, treatment of wastewater containing heavy metal according to any one of claims 8 to 16. Method. 前記生物酸化装置に流入する被処理水の2価鉄イオンの濃度が0.5mg/L以下であり、マンガンイオンの濃度の2価鉄イオン及びマンガンイオン以外の重金属の濃度に対する割合(Mn/Fe2+及びMn以外の重金属質量比)が0.5未満の場合は、前記被処理水にマンガンイオンを前記割合が0.5〜1となるように添加すると共に、アンモニア性窒素をMn濃度に対して0.5倍から1倍(NH4−N/Mn質量比)となるように添加することを特徴とする請求項17に記載の重金属を含む排水の処理方法。 The concentration of divalent iron ions in the water to be treated flowing into the biological oxidizer is 0.5 mg / L or less, and the ratio of the manganese ion concentration to the concentration of divalent iron ions and heavy metals other than manganese ions (Mn / Fe When the mass ratio of heavy metals other than 2+ and Mn is less than 0.5, manganese ions are added to the water to be treated so that the ratio is 0.5 to 1, and ammonia nitrogen is added to the Mn concentration. 18. The method for treating wastewater containing heavy metals according to claim 17, wherein the treatment is performed so that the amount is 0.5 to 1 times (NH 4 —N / Mn mass ratio). 前記生物酸化装置のろ過速度を生物酸化装置に流入する被処理水中の鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が20mg/L以上の場合、0.8mg/L・ min以上1.5mg/L・min以下とし、生物接触ろ過装置のろ過速度を生物接触ろ過装置に流入する被処理水中の鉄濃度およびアルミニウム濃度の総和が15mg/L以上の場合、1.2mg/L・min以下とすることを特徴とする請求項8〜18のいずれかに記載の重金属を含む排水の処理方法。   When the total concentration of iron and aluminum in the water to be treated flowing into the biological oxidizer is 20 mg / L or more, the filtration rate of the biological oxidizer is 0.8 mg / L · min to 1.5 mg / L · min. The filtration rate of the biological contact filtration device is 1.2 mg / L · min or less when the total concentration of iron and aluminum in the water to be treated flowing into the biological contact filtration device is 15 mg / L or more. The processing method of the waste_water | drain containing the heavy metal in any one of Claims 8-18.
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