JPH05269487A - 硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法及び還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 - Google Patents
硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法及び還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法Info
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- JPH05269487A JPH05269487A JP4095953A JP9595392A JPH05269487A JP H05269487 A JPH05269487 A JP H05269487A JP 4095953 A JP4095953 A JP 4095953A JP 9595392 A JP9595392 A JP 9595392A JP H05269487 A JPH05269487 A JP H05269487A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 還元性硫黄化合物を含む廃水を高効率で生物
学的に処理する。 【構成】 下水、産業廃水を処理する活性汚泥を曝気槽
に投入する。曝気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲に、
ＯＲＰを還元性硫黄化合物を化学的に硫酸化合物に酸化
する時の自由エネルギー変化量ΔＧ0 より計算で求めた
ＯＲＰに管理・制御しながら、還元性硫黄化合物を含む
廃水を供給して硫黄酸化細菌を馴養・増殖する。その
後、この硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合物を含む
廃水を処理する。 【効果】 廃水のｐＨ制御処理が不要となる。廃水処理
設備も耐酸性仕様を必要とせず、処理設備の建設費、処
理コストを大幅に低減できる。
学的に処理する。 【構成】 下水、産業廃水を処理する活性汚泥を曝気槽
に投入する。曝気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲に、
ＯＲＰを還元性硫黄化合物を化学的に硫酸化合物に酸化
する時の自由エネルギー変化量ΔＧ0 より計算で求めた
ＯＲＰに管理・制御しながら、還元性硫黄化合物を含む
廃水を供給して硫黄酸化細菌を馴養・増殖する。その
後、この硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合物を含む
廃水を処理する。 【効果】 廃水のｐＨ制御処理が不要となる。廃水処理
設備も耐酸性仕様を必要とせず、処理設備の建設費、処
理コストを大幅に低減できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は廃水の生物学的処理、よ
り詳細には還元性硫黄化合物を含む廃水の処理に適した
硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法、及び還元性硫黄化合物
を含む廃水の生物学的処理方法に関する。
り詳細には還元性硫黄化合物を含む廃水の処理に適した
硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法、及び還元性硫黄化合物
を含む廃水の生物学的処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】還元性硫黄化合物を含む廃水は、写真工
業、石油精製工業、化学工業、金属精錬工業、鉱山など
から発生し、これらの廃水に含まれている還元性硫黄化
合物は、硫化物（Ｓ2-）、チオ硫酸化合物（Ｓ
2 Ｏ3 2-）、ポリチオン酸化合物（Ｓ3Ｏ6 2-）などで
あり、これらの還元性硫黄化合物を含む廃水は、還元性
硫黄化合物に起因するＣＯＤ（化学的酸素要求量）値が
高く、そのまま公共用水域に放流することができない。
業、石油精製工業、化学工業、金属精錬工業、鉱山など
から発生し、これらの廃水に含まれている還元性硫黄化
合物は、硫化物（Ｓ2-）、チオ硫酸化合物（Ｓ
2 Ｏ3 2-）、ポリチオン酸化合物（Ｓ3Ｏ6 2-）などで
あり、これらの還元性硫黄化合物を含む廃水は、還元性
硫黄化合物に起因するＣＯＤ（化学的酸素要求量）値が
高く、そのまま公共用水域に放流することができない。
【０００３】この還元性硫黄化合物を含む廃水の処理方
法として、還元性硫黄化合物を次亜塩素酸ソーダ等の酸
化剤を用いて酸化する方法が知られているが、この方法
は処理技術が十分に確立していないため処理水質が安定
せず、また処理コストが高いという致命的欠点がある。
法として、還元性硫黄化合物を次亜塩素酸ソーダ等の酸
化剤を用いて酸化する方法が知られているが、この方法
は処理技術が十分に確立していないため処理水質が安定
せず、また処理コストが高いという致命的欠点がある。
【０００４】この問題点を多く抱えている化学的方法に
代わり、還元性硫黄化合物を微生物、いわゆる硫黄酸化
細菌により酸化してＣＯＤを除去する方法がある。例え
ば、特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２
９６号公報に記載の方法である。
代わり、還元性硫黄化合物を微生物、いわゆる硫黄酸化
細菌により酸化してＣＯＤを除去する方法がある。例え
ば、特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２
９６号公報に記載の方法である。
【０００５】特開昭５６−６７５８９号公報記載の方法
は、Ｓ2 Ｏ3 2-、Ｓ3 Ｏ6 2-、Ｓ4Ｏ8 2-、又はこれに
類するポリチオン酸を含有する工場排水に、家庭用浄化
槽えつ流水、下水処理場のエアレーションタンク水、又
は金属鉱山排水の１種又は２種以上を添加して酸素を吹
き込み、該硫黄化合物を硫酸に酸化して排水のＣＯＤを
除去する方法である。
は、Ｓ2 Ｏ3 2-、Ｓ3 Ｏ6 2-、Ｓ4Ｏ8 2-、又はこれに
類するポリチオン酸を含有する工場排水に、家庭用浄化
槽えつ流水、下水処理場のエアレーションタンク水、又
は金属鉱山排水の１種又は２種以上を添加して酸素を吹
き込み、該硫黄化合物を硫酸に酸化して排水のＣＯＤを
除去する方法である。
【０００６】特開昭５７−４２９６号公報記載の方法
は、チオ硫酸、ポリチオン酸、ジチオン酸、又はこれら
に類する硫黄酸化物に起因する各種排水中のＣＯＤを除
去する際に発生する石膏を硫黄酸化細菌の担体物質とし
て使用し、同時に培養増殖した菌を該石膏に吸着させ濃
縮した後、繰り返し使用して排水中のＣＯＤを生物学的
に除去する方法である。
は、チオ硫酸、ポリチオン酸、ジチオン酸、又はこれら
に類する硫黄酸化物に起因する各種排水中のＣＯＤを除
去する際に発生する石膏を硫黄酸化細菌の担体物質とし
て使用し、同時に培養増殖した菌を該石膏に吸着させ濃
縮した後、繰り返し使用して排水中のＣＯＤを生物学的
に除去する方法である。
【０００７】このような排水中の硫黄酸化物に起因する
ＣＯＤを生物学的に除去する方法にも問題点が存在す
る。
ＣＯＤを生物学的に除去する方法にも問題点が存在す
る。
【０００８】下水もしくはし尿汚泥中及び金属鉱山廃水
中等には、チオシアンやチオ硫酸を分解する硫黄酸化細
菌が多種類存在していることが良く知られており、特開
昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６号公
報に記載されている硫黄酸化細菌は、ｐＨが１．９〜
２．０と著しく低いところでチオ硫酸、ポリチオン酸、
ジチオン酸又はこれらに類する硫黄酸化物を硫酸まで酸
化して排水のＣＯＤを除去する。このような低いｐＨで
棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌は、成書（例えば、今
井和民著、化学同人発行「独立栄養細菌」第６３〜６７
頁）に記載されているようにＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ
属の硫黄酸化細菌と推定される。
中等には、チオシアンやチオ硫酸を分解する硫黄酸化細
菌が多種類存在していることが良く知られており、特開
昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６号公
報に記載されている硫黄酸化細菌は、ｐＨが１．９〜
２．０と著しく低いところでチオ硫酸、ポリチオン酸、
ジチオン酸又はこれらに類する硫黄酸化物を硫酸まで酸
化して排水のＣＯＤを除去する。このような低いｐＨで
棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌は、成書（例えば、今
井和民著、化学同人発行「独立栄養細菌」第６３〜６７
頁）に記載されているようにＴｈｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ
属の硫黄酸化細菌と推定される。
【０００９】このような低いｐＨで棲息あるいは活性な
硫黄酸化細菌を廃水処理に用いることには多くの問題点
がある。即ち、ｐＨが高いアルカリ性の廃水を処理する
場合でも、低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌
が存在する曝気槽のｐＨをこの硫黄酸化細菌に適したｐ
Ｈに維持する必要があり、このため、この高アルカリ性
の廃水のｐＨを硫黄酸化細菌に適したｐＨに調整しなけ
ればならない。また、処理水のｐＨが１．９〜２．０の
ように低いと、これを公共用水域に放流するためには再
度ｐＨを調整する必要があり、ｐＨ調整用の設備、薬品
等のコストがかなりかかる問題点がある。更に、このよ
うな低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌を廃水
処理に用いると、廃水処理設備を耐酸性仕様にする必要
があり、このため廃水処理設備の建設費が非常に高くな
る致命的な欠点がある。
硫黄酸化細菌を廃水処理に用いることには多くの問題点
がある。即ち、ｐＨが高いアルカリ性の廃水を処理する
場合でも、低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌
が存在する曝気槽のｐＨをこの硫黄酸化細菌に適したｐ
Ｈに維持する必要があり、このため、この高アルカリ性
の廃水のｐＨを硫黄酸化細菌に適したｐＨに調整しなけ
ればならない。また、処理水のｐＨが１．９〜２．０の
ように低いと、これを公共用水域に放流するためには再
度ｐＨを調整する必要があり、ｐＨ調整用の設備、薬品
等のコストがかなりかかる問題点がある。更に、このよ
うな低いｐＨで棲息あるいは活性な硫黄酸化細菌を廃水
処理に用いると、廃水処理設備を耐酸性仕様にする必要
があり、このため廃水処理設備の建設費が非常に高くな
る致命的な欠点がある。
【００１０】次に、硫黄化合物を含む廃水を処理する際
に、酸素ガスを吹き込む指標として酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）を用いる方法が特開昭５８−１２２０９３号に開示
されている。即ち、この方法は、硫化ソーダ及び／又は
水硫化ソーダ等の硫化物を含む廃水に分子状酸素を含有
するガス又は過酸化水素を接触させ、排水中の硫化ソー
ダ及び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダとした後、
白色硫黄細菌により微生物処理する際に、排水中の硫化
ソーダ及び／又は水硫化ソーダを分子状酸素を含有する
ガス又は過酸化水素に接触させ、排水中の硫化ソーダ及
び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダに化学的に酸化
する過程で、ＯＲＰが−５５０ｍＶ以上（基準電極不
明）、好ましくは−５００ｍＶ（基準電極不明）以上に
なるまで分子状酸素を含有するガス又は過酸化水素を供
給する。この方法は、生物学的処理の段階ではＯＲＰを
指標にして空気等を曝気していない。
に、酸素ガスを吹き込む指標として酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）を用いる方法が特開昭５８−１２２０９３号に開示
されている。即ち、この方法は、硫化ソーダ及び／又は
水硫化ソーダ等の硫化物を含む廃水に分子状酸素を含有
するガス又は過酸化水素を接触させ、排水中の硫化ソー
ダ及び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダとした後、
白色硫黄細菌により微生物処理する際に、排水中の硫化
ソーダ及び／又は水硫化ソーダを分子状酸素を含有する
ガス又は過酸化水素に接触させ、排水中の硫化ソーダ及
び／又は水硫化ソーダをチオ硫酸ソーダに化学的に酸化
する過程で、ＯＲＰが−５５０ｍＶ以上（基準電極不
明）、好ましくは−５００ｍＶ（基準電極不明）以上に
なるまで分子状酸素を含有するガス又は過酸化水素を供
給する。この方法は、生物学的処理の段階ではＯＲＰを
指標にして空気等を曝気していない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】従来の硫黄化合物を含
む排水の生物学的処理方法は、低いｐＨで棲息或いは活
性な硫黄酸化細菌を用いるため処理プロセスが複雑にな
り、また、処理設備も耐酸性仕様にするため処理のラン
ニングコスト、設備費が高くなる欠点がある。また、生
物学的処理過程の曝気量の指標が明確でないので、曝気
量が不足の場合は還元性硫黄化合物の酸化が不十分で、
処理水に未反応の還元性硫黄化合物が流出して処理水の
ＣＯＤを高める懸念がある。また、曝気量が過剰の場合
は曝気槽の硫黄酸化細菌のフロックを機械的に破壊し、
このため硫黄酸化細菌が処理水に流出し、曝気槽の硫黄
酸化細菌濃度の低下、処理水質の悪化等を招く問題点が
ある。
む排水の生物学的処理方法は、低いｐＨで棲息或いは活
性な硫黄酸化細菌を用いるため処理プロセスが複雑にな
り、また、処理設備も耐酸性仕様にするため処理のラン
ニングコスト、設備費が高くなる欠点がある。また、生
物学的処理過程の曝気量の指標が明確でないので、曝気
量が不足の場合は還元性硫黄化合物の酸化が不十分で、
処理水に未反応の還元性硫黄化合物が流出して処理水の
ＣＯＤを高める懸念がある。また、曝気量が過剰の場合
は曝気槽の硫黄酸化細菌のフロックを機械的に破壊し、
このため硫黄酸化細菌が処理水に流出し、曝気槽の硫黄
酸化細菌濃度の低下、処理水質の悪化等を招く問題点が
ある。
【００１２】本発明は、従来の問題点を解決するため、
還元性硫黄化合物を含む排水の生物学的処理に適した硫
黄酸化細菌を馴養、増殖し、還元性硫黄化合物を含む排
水を高効率で生物学的に処理する方法を提供する。
還元性硫黄化合物を含む排水の生物学的処理に適した硫
黄酸化細菌を馴養、増殖し、還元性硫黄化合物を含む排
水を高効率で生物学的に処理する方法を提供する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨は、以下の
通りである。
通りである。
【００１４】 還元性硫黄化合物を含む廃水を生物学
的に処理する装置の曝気槽（バイオリアクター）に下
水、産業廃水などの活性汚泥混合液を入れ、この曝気槽
に還元性硫黄化合物を含む廃水を供給し、曝気槽の曝気
を廃水に含まれている還元性硫黄化合物を化学的に硫酸
化合物に酸化した時の自由エネルギー変化量ΔＧ0 より
計算で求めた酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標にして管理
・制御し、また、曝気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲
に管理・制御する下水の活性汚泥からのｐＨ４．０〜
７．５の範囲で最も活性な還元性硫黄化合物を酸化する
硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法。
的に処理する装置の曝気槽（バイオリアクター）に下
水、産業廃水などの活性汚泥混合液を入れ、この曝気槽
に還元性硫黄化合物を含む廃水を供給し、曝気槽の曝気
を廃水に含まれている還元性硫黄化合物を化学的に硫酸
化合物に酸化した時の自由エネルギー変化量ΔＧ0 より
計算で求めた酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標にして管理
・制御し、また、曝気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲
に管理・制御する下水の活性汚泥からのｐＨ４．０〜
７．５の範囲で最も活性な還元性硫黄化合物を酸化する
硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法。
【００１５】 前記の方法により馴養・増殖した硫
黄酸化細菌が存在する曝気槽に還元性硫黄化合物を含む
廃水を供給し、曝気槽の曝気を前記の方法において求
めたＯＲＰ値に維持するように管理・制御し、また、曝
気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲に管理・制御するこ
とを特徴とする還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的
処理方法。
黄酸化細菌が存在する曝気槽に還元性硫黄化合物を含む
廃水を供給し、曝気槽の曝気を前記の方法において求
めたＯＲＰ値に維持するように管理・制御し、また、曝
気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲に管理・制御するこ
とを特徴とする還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的
処理方法。
【００１６】 還元性硫黄化合物を含む廃水が鉱石よ
り金属を精錬する際に発生するスラグに起因する廃水で
あることを特徴とする前記の還元性硫黄化合物を含む
廃水の生物学的処理方法。
り金属を精錬する際に発生するスラグに起因する廃水で
あることを特徴とする前記の還元性硫黄化合物を含む
廃水の生物学的処理方法。
【００１７】 還元性硫黄化合物を含む廃水が製鉄所
の高炉から発生する高炉スラグに起因する廃水であるこ
とを特徴とする前記の還元性硫黄化合物を含む廃水の
生物学的処理方法。
の高炉から発生する高炉スラグに起因する廃水であるこ
とを特徴とする前記の還元性硫黄化合物を含む廃水の
生物学的処理方法。
【００１８】 製鉄所の高炉から発生する高炉スラグ
に起因する廃水を、前記の方法により下水の活性汚泥
から馴養・増殖した硫黄酸化細菌を用いて曝気槽のＯＲ
Ｐが＋１２０〜＋１８０ｍＶ（銀／塩化銀電極基準）に
なるように曝気を行い、また、曝気槽のｐＨを５．５〜
６．５の範囲に管理・制御して生物学的に処理すること
を特徴とする還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処
理方法。
に起因する廃水を、前記の方法により下水の活性汚泥
から馴養・増殖した硫黄酸化細菌を用いて曝気槽のＯＲ
Ｐが＋１２０〜＋１８０ｍＶ（銀／塩化銀電極基準）に
なるように曝気を行い、また、曝気槽のｐＨを５．５〜
６．５の範囲に管理・制御して生物学的に処理すること
を特徴とする還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処
理方法。
【００１９】
【作用】図１は本発明を示す図である。即ち、下水、産
業廃水の処理を行っている活性汚泥にｐＨ４．０〜７．
５で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌が棲息し
ており、後述する本発明の硫黄酸化細菌の馴養・増殖方
法により、下水、産業廃水を処理している活性汚泥から
ｐＨ４．０〜７．５で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄
酸化細菌を優先的に馴養・増殖し、この硫黄酸化細菌を
用いて還元性硫黄化合物を含む廃水を連続的に処理す
る。
業廃水の処理を行っている活性汚泥にｐＨ４．０〜７．
５で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌が棲息し
ており、後述する本発明の硫黄酸化細菌の馴養・増殖方
法により、下水、産業廃水を処理している活性汚泥から
ｐＨ４．０〜７．５で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄
酸化細菌を優先的に馴養・増殖し、この硫黄酸化細菌を
用いて還元性硫黄化合物を含む廃水を連続的に処理す
る。
【００２０】次に、本発明におけるｐＨ４．０〜７．５
で活性な還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌の馴
養・増殖方法、及びこの硫黄酸化細菌を用いる還元性硫
黄化合物を含む廃水を連続的に処理する方法について説
明する。
で活性な還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌の馴
養・増殖方法、及びこの硫黄酸化細菌を用いる還元性硫
黄化合物を含む廃水を連続的に処理する方法について説
明する。
【００２１】最初に、ｐＨ４．０〜７．５で還元性硫黄
化合物を酸化する硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法につい
て説明する。
化合物を酸化する硫黄酸化細菌の馴養・増殖方法につい
て説明する。
【００２２】まず、還元性硫黄化合物が化学的に硫酸化
合物まで酸化される反応を仮定し、この反応に於ける自
由エネルギー変化量を便覧、成書、文献などから求め、
次に、この自由エネルギー変化量から計算によりこれら
の反応が起こるための酸化還元電位（ＯＲＰ）を求め
る。
合物まで酸化される反応を仮定し、この反応に於ける自
由エネルギー変化量を便覧、成書、文献などから求め、
次に、この自由エネルギー変化量から計算によりこれら
の反応が起こるための酸化還元電位（ＯＲＰ）を求め
る。
【００２３】次に、図２に示すＯＲＰ制御活性汚泥処理
装置の曝気槽３に下水或いは産業廃水の処理を行ってい
る活性汚泥処理装置の曝気槽より採取した活性汚泥混合
液を入れ、この曝気槽３のＯＲＰ値を廃水に含まれてい
る還元性硫黄化合物の仮定した酸化反応の自由エネルギ
ー変化量より計算で求めたＯＲＰ値、例えば、還元性硫
黄化合物がチオ硫酸化合物の場合は約＋１５０ｍＶ（Ａ
ｇ／ＡｇＣｌ電極基準）に設定し、この曝気槽３に還元
性硫黄化合物としてチオ硫酸化合物、硫化物等の還元性
硫黄化合物を含有する廃水を処理時間が８時間になるよ
うに供給する。
装置の曝気槽３に下水或いは産業廃水の処理を行ってい
る活性汚泥処理装置の曝気槽より採取した活性汚泥混合
液を入れ、この曝気槽３のＯＲＰ値を廃水に含まれてい
る還元性硫黄化合物の仮定した酸化反応の自由エネルギ
ー変化量より計算で求めたＯＲＰ値、例えば、還元性硫
黄化合物がチオ硫酸化合物の場合は約＋１５０ｍＶ（Ａ
ｇ／ＡｇＣｌ電極基準）に設定し、この曝気槽３に還元
性硫黄化合物としてチオ硫酸化合物、硫化物等の還元性
硫黄化合物を含有する廃水を処理時間が８時間になるよ
うに供給する。
【００２４】廃水供給当初はＯＲＰが設定値まで上昇し
ないが、徐々に上昇し、約１０〜１５日間で設定値に上
昇し、ＯＲＰ制御が行われる。なお、処理水の還元性硫
黄化合物は、ＯＲＰが約＋１００ｍＶになると殆ど検出
されなくなり、また処理水のＣＯＤも著しく低減する。
ＯＲＰが＋１５０ｍＶに達したら、廃水の供給量を７〜
１０日間毎に処理時間が６時間→４時間→３時間→２時
間になるように徐々に増加する。
ないが、徐々に上昇し、約１０〜１５日間で設定値に上
昇し、ＯＲＰ制御が行われる。なお、処理水の還元性硫
黄化合物は、ＯＲＰが約＋１００ｍＶになると殆ど検出
されなくなり、また処理水のＣＯＤも著しく低減する。
ＯＲＰが＋１５０ｍＶに達したら、廃水の供給量を７〜
１０日間毎に処理時間が６時間→４時間→３時間→２時
間になるように徐々に増加する。
【００２５】この際、硫黄酸化細菌の馴養・増殖が進む
につれて還元性硫黄化合物の酸化が進み、硫酸を生成す
るため曝気槽のｐＨは低下し、なんら対策をうたないと
特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６
号公報に記載されているようにｐＨ１．９〜２．０まで
低下する。このようにｐＨが低下した状態で馴養・増殖
した硫黄酸化細菌は、強酸性で活性なＴｈｉｏｂａｃｉ
ｌｌｕｓ属が優先種となり、先に説明したような問題点
が発生する。このため、曝気槽のｐＨは４．０〜７．
５、好ましくは５．５〜６．５の範囲になるようにアル
カリ剤により管理・制御する必要がある。このように曝
気槽のｐＨを管理・制御すると、ｐＨ４．０〜７．５の
範囲で活性で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌
を馴養・増殖することができ、先に説明したようなＴｈ
ｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ属の硫黄酸化細菌が有している問
題点を解決することができる。
につれて還元性硫黄化合物の酸化が進み、硫酸を生成す
るため曝気槽のｐＨは低下し、なんら対策をうたないと
特開昭５６−６７５８９号公報、特開昭５７−４２９６
号公報に記載されているようにｐＨ１．９〜２．０まで
低下する。このようにｐＨが低下した状態で馴養・増殖
した硫黄酸化細菌は、強酸性で活性なＴｈｉｏｂａｃｉ
ｌｌｕｓ属が優先種となり、先に説明したような問題点
が発生する。このため、曝気槽のｐＨは４．０〜７．
５、好ましくは５．５〜６．５の範囲になるようにアル
カリ剤により管理・制御する必要がある。このように曝
気槽のｐＨを管理・制御すると、ｐＨ４．０〜７．５の
範囲で活性で還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸化細菌
を馴養・増殖することができ、先に説明したようなＴｈ
ｉｏｂａｃｉｌｌｕｓ属の硫黄酸化細菌が有している問
題点を解決することができる。
【００２６】この廃水処理において、曝気槽３への曝気
は、曝気槽３のＯＲＰが設定値より低下するとＯＲＰセ
ンサー（金−銀／塩化銀複合電極）１０でキャッチし、
ＯＲＰ制御装置１１によりルーツブロアー１２の回転数
をアップして曝気量を増やし、設定値に回復したらルー
ツブロアー１２の回転数を下げて曝気量を低減する比例
制御方式によるＯＲＰ制御で行う。また、曝気槽３のｐ
Ｈは、ｐＨセンサー８、ｐＨ制御装置９によりｐＨが
４．０〜７．５、好ましくは５．５〜６．５の範囲にな
るようにアルカリ剤、酸により管理・制御する。汚泥沈
降槽５から曝気槽３への汚泥返送率は、本発明の場合２
０〜３０％程度で良く、また、廃水の連続処理の進行に
伴い還元性硫黄化合物が増殖するが、これは適時余剰汚
泥１４として抜き取り、処分する。
は、曝気槽３のＯＲＰが設定値より低下するとＯＲＰセ
ンサー（金−銀／塩化銀複合電極）１０でキャッチし、
ＯＲＰ制御装置１１によりルーツブロアー１２の回転数
をアップして曝気量を増やし、設定値に回復したらルー
ツブロアー１２の回転数を下げて曝気量を低減する比例
制御方式によるＯＲＰ制御で行う。また、曝気槽３のｐ
Ｈは、ｐＨセンサー８、ｐＨ制御装置９によりｐＨが
４．０〜７．５、好ましくは５．５〜６．５の範囲にな
るようにアルカリ剤、酸により管理・制御する。汚泥沈
降槽５から曝気槽３への汚泥返送率は、本発明の場合２
０〜３０％程度で良く、また、廃水の連続処理の進行に
伴い還元性硫黄化合物が増殖するが、これは適時余剰汚
泥１４として抜き取り、処分する。
【００２７】このような方法で、下水、産業廃水として
製鉄所のコークス炉から発生するガス廃液、魚加工工
場、写真フイルム工場、石油精製工場等の各工場の廃水
の活性汚泥、或いは、製鉄所の高炉徐冷スラグ置き場の
溜まり水のヘドロ、旧硫黄鉱山の廃水のヘドロ等から硫
黄酸化細菌の馴養・培養を行った。このようにして得ら
れた硫黄酸化細菌の活性汚泥をｐＨの異なる液体Ｓｔａ
ｒｋｅｙ培地に植種して、振盪培養器を用いて２０℃
で、Ｓｔａｒｋｅｙ培地のチオ硫酸イオン濃度が２２０
０ｍｇ／ｌから５０ｍｇ／ｌ以下になる日数を測定し
た。その結果を図３に示す。なお、液体Ｓｔａｒｋｅｙ
培地の組成は表１に示す通りであり、各ｐＨの緩衝液１
リットルにこの試薬を溶解して、ｐＨの異なるＳｔａｒ
ｋｅｙの液体培地を作成した。
製鉄所のコークス炉から発生するガス廃液、魚加工工
場、写真フイルム工場、石油精製工場等の各工場の廃水
の活性汚泥、或いは、製鉄所の高炉徐冷スラグ置き場の
溜まり水のヘドロ、旧硫黄鉱山の廃水のヘドロ等から硫
黄酸化細菌の馴養・培養を行った。このようにして得ら
れた硫黄酸化細菌の活性汚泥をｐＨの異なる液体Ｓｔａ
ｒｋｅｙ培地に植種して、振盪培養器を用いて２０℃
で、Ｓｔａｒｋｅｙ培地のチオ硫酸イオン濃度が２２０
０ｍｇ／ｌから５０ｍｇ／ｌ以下になる日数を測定し
た。その結果を図３に示す。なお、液体Ｓｔａｒｋｅｙ
培地の組成は表１に示す通りであり、各ｐＨの緩衝液１
リットルにこの試薬を溶解して、ｐＨの異なるＳｔａｒ
ｋｅｙの液体培地を作成した。
【００２８】
【表１】
【００２９】図３に示す結果から、Ｓｔａｒｋｅｙ培地
のｐＨが２〜３．５及び８．０〜１０の範囲では、２０
日以上振盪してもチオ硫酸イオンが殆ど減少しないが、
ｐＨが４．０〜７．５の範囲では振盪日数１２日以下
で、特にｐＨ５．０〜６．５では５日以下でチオ硫酸イ
オンが５０ｍｇ／ｌ以下になることが明らかになった。
のｐＨが２〜３．５及び８．０〜１０の範囲では、２０
日以上振盪してもチオ硫酸イオンが殆ど減少しないが、
ｐＨが４．０〜７．５の範囲では振盪日数１２日以下
で、特にｐＨ５．０〜６．５では５日以下でチオ硫酸イ
オンが５０ｍｇ／ｌ以下になることが明らかになった。
【００３０】従って、本発明の方法により各種廃水の活
性汚泥から馴養・培養した硫黄酸化細菌は、ｐＨ４．０
〜７．５の範囲で還元性硫黄化合物を酸化する能力を有
している。従来の硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合
物を含む廃水を生物学的方法により処理する例えば特開
昭５３−５９２５４号公報、特開昭５６−６７５８９号
公報記載の方法で用いる硫黄酸化細菌は、ｐＨ１．９〜
２．０で還元性硫黄化合物を酸化するが、本発明の方法
で馴養・培養した硫黄酸化細菌はこのような低ｐＨでは
還元性硫黄化合物を酸化する能力を有していない。この
ことから、本発明の方法で馴養・培養した硫黄酸化細菌
は、従来の廃水処理に用いられている硫黄酸化細菌と異
なることが明らかになった。
性汚泥から馴養・培養した硫黄酸化細菌は、ｐＨ４．０
〜７．５の範囲で還元性硫黄化合物を酸化する能力を有
している。従来の硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合
物を含む廃水を生物学的方法により処理する例えば特開
昭５３−５９２５４号公報、特開昭５６−６７５８９号
公報記載の方法で用いる硫黄酸化細菌は、ｐＨ１．９〜
２．０で還元性硫黄化合物を酸化するが、本発明の方法
で馴養・培養した硫黄酸化細菌はこのような低ｐＨでは
還元性硫黄化合物を酸化する能力を有していない。この
ことから、本発明の方法で馴養・培養した硫黄酸化細菌
は、従来の廃水処理に用いられている硫黄酸化細菌と異
なることが明らかになった。
【００３１】このことは、Ｄ．Ｐ．Ｋｅｌｌｙ ａｎｄ
Ａ．Ｐ．Ｈａｒｒｉｓｏｎの分類によっても明白であ
る。即ち、彼らの分類によると、本発明の方法で馴養・
増殖したｐＨ４．０〜７．５の範囲で活性な硫黄酸化細
菌はＧｒｏｕｐ−２に、また、特開昭５３−５９２５４
号公報、特開昭５６−６７５８９号公報記載の硫黄酸化
細菌は、ｐＨ１．９〜２．０で活性なのでＧｒｏｕｐ−
５に属することが明らかである（書名：Ｂｅｒｇｅｙ’
ｓ Ｍａｎｕａｌ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｂａ
ｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３，著書：Ｊａｍｅｓ
Ｔ．Ｓｔａｌｅｙ，発行元：Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆
Ｗｉｌｋｉｎｓ，記載箇所：１８４３頁のＦｉｇ．２
０．４７）。
Ａ．Ｐ．Ｈａｒｒｉｓｏｎの分類によっても明白であ
る。即ち、彼らの分類によると、本発明の方法で馴養・
増殖したｐＨ４．０〜７．５の範囲で活性な硫黄酸化細
菌はＧｒｏｕｐ−２に、また、特開昭５３−５９２５４
号公報、特開昭５６−６７５８９号公報記載の硫黄酸化
細菌は、ｐＨ１．９〜２．０で活性なのでＧｒｏｕｐ−
５に属することが明らかである（書名：Ｂｅｒｇｅｙ’
ｓ Ｍａｎｕａｌ ｏｆ Ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ Ｂａ
ｃｔｅｒｉｏｌｏｇｙ Ｖｏｌ．３，著書：Ｊａｍｅｓ
Ｔ．Ｓｔａｌｅｙ，発行元：Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＆
Ｗｉｌｋｉｎｓ，記載箇所：１８４３頁のＦｉｇ．２
０．４７）。
【００３２】
【実施例】次に、本発明の方法を製鉄所のスラグエージ
ングヤードなどから発生するチオ硫酸化合物、硫化物等
の還元性硫黄化合物を高濃度に含有し、またｐＨが１２
〜１４と高アルカリ性で、ＣＯＤが３００〜６００ｍｇ
／ｌと高い廃水（高炉スラグ廃水）の処理に適用した実
施例を説明する。
ングヤードなどから発生するチオ硫酸化合物、硫化物等
の還元性硫黄化合物を高濃度に含有し、またｐＨが１２
〜１４と高アルカリ性で、ＣＯＤが３００〜６００ｍｇ
／ｌと高い廃水（高炉スラグ廃水）の処理に適用した実
施例を説明する。
【００３３】図２のＯＲＰ制御活性汚泥処理装置の曝気
槽３及び汚泥沈降槽５に下水の処理を行っている活性汚
泥混合液（活性汚泥濃度：１５００〜２０００ｍｇ／
ｌ）を入れた。次に、曝気槽３のＯＲＰを約＋１５０ｍ
Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）に設定し、また、ｐＨを
６．０〜６．５に制御しながら、表２に性状の一例を示
す高炉スラグ廃水を曝気槽３における滞留時間が８時間
になるように供給した。なお、この時の汚泥沈降槽５か
ら曝気槽３への汚泥の返送率は約２５％とした。
槽３及び汚泥沈降槽５に下水の処理を行っている活性汚
泥混合液（活性汚泥濃度：１５００〜２０００ｍｇ／
ｌ）を入れた。次に、曝気槽３のＯＲＰを約＋１５０ｍ
Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）に設定し、また、ｐＨを
６．０〜６．５に制御しながら、表２に性状の一例を示
す高炉スラグ廃水を曝気槽３における滞留時間が８時間
になるように供給した。なお、この時の汚泥沈降槽５か
ら曝気槽３への汚泥の返送率は約２５％とした。
【００３４】
【表２】
【００３５】高炉スラグ廃水を供給してから約７〜１０
日後に処理水にチオ硫酸化合物、硫化物が検出されなく
なり、ＣＯＤが約５０ｍｇ／ｌ程度に低下した。次に、
処理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→３
時間→２時間と短縮すると、処理水のＣＯＤは１０ｍｇ
／ｌ以下に除去され、硫黄酸化細菌の馴養は完了した。
なお、処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性
硫黄化合物は検出されなかった。硫黄酸化細菌の馴養が
完了したら、処理時間が２〜３時間になるように高炉ス
ラグ廃水を供給して、高炉スラグ廃水の連続処理を行う
ことができる。
日後に処理水にチオ硫酸化合物、硫化物が検出されなく
なり、ＣＯＤが約５０ｍｇ／ｌ程度に低下した。次に、
処理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→３
時間→２時間と短縮すると、処理水のＣＯＤは１０ｍｇ
／ｌ以下に除去され、硫黄酸化細菌の馴養は完了した。
なお、処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性
硫黄化合物は検出されなかった。硫黄酸化細菌の馴養が
完了したら、処理時間が２〜３時間になるように高炉ス
ラグ廃水を供給して、高炉スラグ廃水の連続処理を行う
ことができる。
【００３６】曝気槽のｐＨ制御に用いる硫酸（１０％硫
酸）は、硫黄酸化細菌の馴養が段々進むに連れて消費量
が減少し、硫黄酸化細菌の馴養が完了して高炉スラグ廃
水の連続処理の段階では殆ど消費しなくなる。これはチ
オ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合物が硫酸に
酸化され、この硫酸により外部から酸を添加する事なく
曝気槽のｐＨを適性値に維持することができるためであ
る。
酸）は、硫黄酸化細菌の馴養が段々進むに連れて消費量
が減少し、硫黄酸化細菌の馴養が完了して高炉スラグ廃
水の連続処理の段階では殆ど消費しなくなる。これはチ
オ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合物が硫酸に
酸化され、この硫酸により外部から酸を添加する事なく
曝気槽のｐＨを適性値に維持することができるためであ
る。
【００３７】なお、処理を行った高炉スラグ廃水の水質
例と、硫黄酸化細菌の馴養期間の処理時間と、その後の
処理時間が２〜３時間の連続処理を行ったときの処理水
質の例を表２にまとめて示した。この結果、連続処理の
処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化
合物が検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下、ｐＨも
６．０〜６．５なので、このまま公共用水域に放流する
ことができる。
例と、硫黄酸化細菌の馴養期間の処理時間と、その後の
処理時間が２〜３時間の連続処理を行ったときの処理水
質の例を表２にまとめて示した。この結果、連続処理の
処理水にはチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化
合物が検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下、ｐＨも
６．０〜６．５なので、このまま公共用水域に放流する
ことができる。
【００３８】本発明の方法により、下水処理を行ってい
る活性汚泥から高炉スラグ廃水を用いて硫黄酸化細菌の
馴養を７〜１０日で完了した。即ち、硫黄酸化細菌は、
処理水にチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合
物が検出されなくなった段階で馴養が完了したと考えら
れ、その後は還元性硫黄化合物の処理負荷量を増加、即
ち処理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→
３時間と逐次短縮して硫黄酸化細菌の増殖を計った。こ
の硫黄酸化細菌の増殖期間でも処理水に還元性硫黄化合
物が検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下と良好であ
った。硫黄酸化細菌の増殖完了後、高炉スラグ廃水を処
理時間が２〜３時間の高効率処理しても処理水に還元性
硫黄化合物が検出されず、また処理水のＣＯＤは１０ｍ
ｇ／ｌ以下と良好であった。
る活性汚泥から高炉スラグ廃水を用いて硫黄酸化細菌の
馴養を７〜１０日で完了した。即ち、硫黄酸化細菌は、
処理水にチオ硫酸化合物、硫化物などの還元性硫黄化合
物が検出されなくなった段階で馴養が完了したと考えら
れ、その後は還元性硫黄化合物の処理負荷量を増加、即
ち処理時間を７〜１０日毎に８時間→６時間→４時間→
３時間と逐次短縮して硫黄酸化細菌の増殖を計った。こ
の硫黄酸化細菌の増殖期間でも処理水に還元性硫黄化合
物が検出されず、ＣＯＤが１０ｍｇ／ｌ以下と良好であ
った。硫黄酸化細菌の増殖完了後、高炉スラグ廃水を処
理時間が２〜３時間の高効率処理しても処理水に還元性
硫黄化合物が検出されず、また処理水のＣＯＤは１０ｍ
ｇ／ｌ以下と良好であった。
【００３９】
【発明の効果】本発明により下水、産業廃水の処理を行
っている活性汚泥からの還元性硫黄化合物をｐＨ４．０
〜７．５近辺で酸化する硫黄酸化細菌の馴養・増殖が著
しく促進され、この硫黄酸化細菌の馴養・増殖を短時間
で行うことが可能になる。また、この硫黄酸化細菌を用
いることにより還元性硫黄化合物を含む廃水の処理が容
易になり、また処理設備、処理コストの低減が可能にな
る。
っている活性汚泥からの還元性硫黄化合物をｐＨ４．０
〜７．５近辺で酸化する硫黄酸化細菌の馴養・増殖が著
しく促進され、この硫黄酸化細菌の馴養・増殖を短時間
で行うことが可能になる。また、この硫黄酸化細菌を用
いることにより還元性硫黄化合物を含む廃水の処理が容
易になり、また処理設備、処理コストの低減が可能にな
る。
【図１】本発明を示す図である。
【図２】硫黄酸化細菌を用いて還元性硫黄化合物を含む
廃水を処理するためのＯＲＰ制御活性汚泥処理装置の一
例を示す図である。
廃水を処理するためのＯＲＰ制御活性汚泥処理装置の一
例を示す図である。
【図３】本発明の方法で馴養した硫黄酸化細菌のチオ硫
酸イオンの酸化速度（活性度）とｐＨとの関係を示す図
である。
酸イオンの酸化速度（活性度）とｐＨとの関係を示す図
である。
１ 廃水タンク ２ 廃水供給ポンプ ３ 曝気槽 ４ 散気管 ５ 汚泥沈降槽 ６ レーキ ７ 処理水 ８ ｐＨセンサー ９ ｐＨ制御装置 １０ ＯＲＰセンサー １１ ＯＲＰ制御装置 １２ ルーツブロアー １３ 汚泥返送ポンプ １４ 余剰汚泥
Claims (5)
- 【請求項１】 還元性硫黄化合物を含む廃水を生物学的
に処理する装置の曝気槽（バイオリアクター）に下水、
産業廃水などの活性汚泥混合液を入れ、この曝気槽に還
元性硫黄化合物を含む廃水を供給し、曝気槽の曝気を廃
水に含まれている還元性硫黄化合物を化学的に硫酸化合
物に酸化した時の自由エネルギー変化量ΔＧ0 より計算
で求めた酸化還元電位（ＯＲＰ）を指標にして管理・制
御し、また、曝気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲に管
理・制御する下水の活性汚泥からのｐＨ４．０〜７．５
の範囲で最も活性な還元性硫黄化合物を酸化する硫黄酸
化細菌の馴養・増殖方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の方法により馴養・増殖し
た硫黄酸化細菌が存在する曝気槽に還元性硫黄化合物を
含む廃水を供給し、曝気槽の曝気を請求項１記載の方法
において求めたＯＲＰ値に維持するように管理・制御
し、また、曝気槽のｐＨを４．０〜７．５の範囲に管理
・制御することを特徴とする還元性硫黄化合物を含む廃
水の生物学的処理方法。 - 【請求項３】 還元性硫黄化合物を含む廃水が鉱石より
金属を精錬する際に発生するスラグに起因する廃水であ
ることを特徴とする請求項２記載の還元性硫黄化合物を
含む廃水の生物学的処理方法。 - 【請求項４】 還元性硫黄化合物を含む廃水が製鉄所の
高炉から発生する高炉スラグに起因する廃水であること
を特徴とする請求項３記載の還元性硫黄化合物を含む廃
水の生物学的処理方法。 - 【請求項５】 製鉄所の高炉から発生する高炉スラグに
起因する廃水を、請求項１記載の方法により下水の活性
汚泥から馴養・増殖した硫黄酸化細菌を用いて曝気槽の
ＯＲＰが＋１２０〜＋１８０ｍＶ（銀／塩化銀電極基
準）になるように曝気を行い、また、曝気槽のｐＨを
５．５〜６．５の範囲に管理・制御して生物学的に処理
することを特徴とする還元性硫黄化合物を含む廃水の生
物学的処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4095953A JP2622643B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4095953A JP2622643B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05269487A true JPH05269487A (ja) | 1993-10-19 |
| JP2622643B2 JP2622643B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=14151621
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4095953A Expired - Lifetime JP2622643B2 (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | 還元性硫黄化合物を含む廃水の生物学的処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622643B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162394A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Sumitomo Chem Co Ltd | Treatment of reducible inorg. sulfur containing waste water |
| JPH02268896A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-02 | Nippon Steel Corp | 海水活魚用イケス等の蓄養水槽の浄化処理に適した微生物の馴養、培養方法 |
| JPH03296497A (ja) * | 1990-04-12 | 1991-12-27 | Kawasaki Steel Corp | 硫黄細菌を用いた高炉スラグ浸漬水ｃｏｄの処理方法 |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP4095953A patent/JP2622643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55162394A (en) * | 1979-06-05 | 1980-12-17 | Sumitomo Chem Co Ltd | Treatment of reducible inorg. sulfur containing waste water |
| JPH02268896A (ja) * | 1989-04-10 | 1990-11-02 | Nippon Steel Corp | 海水活魚用イケス等の蓄養水槽の浄化処理に適した微生物の馴養、培養方法 |
| JPH03296497A (ja) * | 1990-04-12 | 1991-12-27 | Kawasaki Steel Corp | 硫黄細菌を用いた高炉スラグ浸漬水ｃｏｄの処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2622643B2 (ja) | 1997-06-18 |
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|---|---|---|---|
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