JPH0857497A

JPH0857497A - 鉄酸化細菌の増殖方法

Info

Publication number: JPH0857497A
Application number: JP22082294A
Authority: JP
Inventors: Osamu Miki; 理三木; Yasushi Kamori; 裕史嘉森; Hideaki Yabe; 英昭矢部; Yukihiro Nomura; 幸弘野村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1996-03-05
Anticipated expiration: 2016-02-19
Also published as: JP3136458B2

Abstract

(57)【要約】【目的】２価鉄と塩素イオンを含む排水を高効率で安
定して処理する鉄酸化細菌を増殖させる。【構成】有機性排水中の有機物を分解する処理設備か
ら採取した活性汚泥を曝気槽３に投入する。曝気槽３に
２価鉄および塩素イオンを含む排水を通水するととも
に、窒素化合物とリン化合物を添加する。曝気槽３のｐ
Ｈを１．０〜３．０に調整し、曝気槽３に酸素含有ガス
を吹き込む。【効果】活性汚泥中から塩素イオン耐性のある鉄酸化
細菌を増殖させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排水の生物学的処理、よ
り詳細には、塩素イオンと２価鉄を含む排水の処理に適
した鉄酸化細菌の増殖方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２価鉄を含む排水は、主として製鉄業、
金属精錬工業、鉱山などから発生する。例えば製鉄業に
おいては、冷延鋼板あるいは亜鉛メッキ、錫メッキなど
により表面処理鋼板を製造する際に大量に発生する。す
なわち、鋼板表面のスケール、汚れ、酸化膜、錆などを
除去するために、硫酸または塩酸により鋼板の洗浄（酸
洗処理）が行われる他、鋼材の清浄化にも酸洗処理が広
く行われている。これらの鉄鋼材料の酸洗処理には、濃
度３〜２０％程度の塩酸、硫酸などが用いられることが
多い。そして、これらの酸は、一定期間以上使用し、酸
洗能力が低下すると廃棄される。また、鉄鋼材料は、酸
洗後、鉄鋼材料に付着している塩酸、硫酸などを除去す
るために大量の水によって洗浄されるが、これらの洗浄
水も廃棄される。

【０００３】これらの排水のｐＨは２〜３と低く、ま
た、大量の２価鉄を含んでおり、このまま公共用水域に
放流することはできない。さらに、亜鉛メッキ、錫メッ
キなどの表面処理鋼板の酸洗排水の場合、２価鉄の他
に、亜鉛、錫、クロムなどの金属イオンを含有してい
る。また、良好なメッキ性を得るために用いられる有機
化合物を含有している場合もある。したがって、これら
の金属イオンやＣＯＤによって表示される有機化合物も
２価鉄と同様、公共用水域に放流する前に除去する必要
がある。

【０００４】このような排水中の２価鉄の除去方法に
は、大きく分けて物理化学的方法と生物学的方法とがあ
る。

【０００５】物理化学的方法としては、まず、２価鉄を
３価鉄まで空気酸化し、水酸化第二鉄として除去する方
法がある。しかし、２価鉄から３価鉄への酸化速度は、
ｐＨが４以下では極めて遅く、ほとんど反応は進行しな
い。例えば、１５０日に反応の５％が進行するのみであ
る（例えば、Ｗ・スタム、Ｊ・Ｊ・モルガン、「一般水
質化学」、共立出版、５００〜５０１頁）。したがっ
て、通常は２価鉄を含む排水に水酸化カルシウム、炭酸
カルシウムなどのアルカリ剤を添加してｐＨを９〜９．
５に維持し、大量の空気を吹き込んで２価鉄を３価鉄ま
で空気酸化した後、水酸化第二鉄として除去している。
なお、水酸化第二鉄は、ｐＨを４以上にすれば溶解度が
５．６ｍｇ／ｌ以下と小さく、また、沈降性も良好なの
で処理水への流出が少ないが、水酸化第一鉄は、ｐＨを
９以上にしなければ溶解度が５．６ｍｇ／ｌ以下となら
ず、また、沈降速度も遅いため、ほとんど用いられな
い。さらに、次亜塩素酸ソーダ、過酸化水素などの薬剤
やオゾンなどを用いて排水に含まれている２価鉄を３価
鉄まで酸化し、水酸化第二鉄として処理する方法も広く
知られている。

【０００６】次に、生物学的方法としては、２価鉄を３
価鉄まで酸化する際に発生するエネルギーを用いて増殖
する鉄酸化細菌を用いる方法がある。鉄酸化細菌は中性
・糸状細菌と酸性・非糸状細菌に大別されるが、ここで
用いる細菌は後者の酸性・非糸状細菌であり、化学合成
独立細菌であるチオバチラス・フェロオキシダンス（Ｔ
ｈｉｏｂａｃｈｉｌｌｕｓｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎ
ｓ）が代表的な細菌である（例えば、「土壌微生物実験
法」、養賢堂、３２９〜３３１頁、１９７５）。特公昭
４７−３８９８１号公報、特公昭５５−１８５５９号公
報、特公昭５５−２２３４５号公報、特公昭５７−４４
３９３号公報などに記載されている排水中の２価鉄を３
価鉄まで鉄酸化細菌によって酸化する生物学的方法の対
象の排水は、鉱山、炭鉱、精錬排水などであり、用いら
れている細菌は、金属鉱山排水などに存在している鉄酸
化細菌である。また、特開昭６３−５１０７６号公報に
記載されている鉄酸化細菌を用いる方法は、鉄鋼関連の
酸洗工程とメッキ工程から排出された集水ピットに生息
しているバクテリアの集合体であるスラッジやスライム
の鉄酸化細菌を利用し、２価鉄を３価鉄まで酸化すると
同時に有機物を除去する方法である。

【０００７】これら鉄酸化細菌を用いる生物学的方法
は、ｐＨが２〜３で生息あるいは活性のある鉄酸化細菌
により２価鉄を含む排水を処理する場合、ｐＨが低い段
階で２価鉄を３価鉄まで迅速に酸化することができ、し
かも、ｐＨが４程度で水酸化第二鉄として回収すること
が可能である。３価鉄はｐＨが４程度で水酸化第二鉄と
して沈殿除去できるが、他の亜鉛、錫などの金属は水酸
化物を作らない。したがって、鉄のみを他の金属から分
離して回収することが可能となる利点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら従来の
２価鉄を含む排水の処理方法は、以下のような課題を有
している。

【０００９】まず、物理化学的方法であるが、ｐＨが低
い段階で曝気によって２価鉄を３価鉄まで酸化し、水酸
化第二鉄として回収する方法は、処理速度が極めて遅
く、実用化はほとんど不可能である。２価鉄を含む排水
にアルカリ剤を添加してｐＨを９〜９．５に維持し、大
量の空気を吹き込んで２価鉄を３価鉄まで空気酸化した
後、水酸化第二鉄として鉄を回収する方法は、鉄以外の
金属も水酸化物として析出してしまうため、鉄のみの分
離回収ができず、また、スラッジ発生量も多く、大量の
カルシウム化合物、鉄、亜鉛、錫などの水酸化物を含有
しているため、スラッジの有効利用がほとんど不可能と
なる問題点がある。さらに、２価鉄を薬剤で酸化する方
法は、酸化剤の添加量の制御が難しく処理水質が安定し
ない。また、２価鉄の濃度が高い場合には処理コストが
極めて高くなる欠点がある。

【００１０】また、従来の鉄酸化細菌を用いる生物学的
方法にも以下のような課題が残されている。

【００１１】まず、通常、鉄酸化細菌は金属硫化物の鉱
石、特に黄鉄鉱（ＦｅＳ₂）を含む鉱山からの排水が生
じる場所や製鉄所の酸洗排水ピットに多く見られる。こ
れらの場所から汚泥やスラッジを採取し、ＦｅＳＯ₄を
中心とした溶液（例えば９Ｋ倍地、「土壌微生物実験
法」、養賢堂、３９４頁）を用いて鉄酸化細菌を増殖さ
せ、その後、排水処理に用いることが多い。しかし、こ
のような鉄酸化細菌を入手できる場所はｐＨが低く、か
つ２価鉄が存在し、好気的雰囲気が保たれている極めて
特殊な地点に限られている。このため、このような環境
が無い場合には、鉄酸化細菌を増殖させることがかなり
困難である。したがって、鉄酸化細菌を大量に培養する
技術を確立することが実用上重要な課題である。

【００１２】さらに、このような鉄酸化細菌は、化１の
反応式に見られるように、金属硫化物を含む環境に生息
していることが多い。

【００１３】

【化１】２ＦｅＳ₂＋２Ｈ₂Ｏ＋７Ｏ₂→２ＦｅＳＯ₄
＋２Ｈ₂ＳＯ₄ ２ＦｅＳＯ₄＋２Ｈ₂ＳＯ₄＋Ｏ₂→２Ｆｅ₂（Ｓ
Ｏ₄）₃＋２Ｈ₂Ｏ

【００１４】このため、従来の鉄酸化細菌は、ＦｅＳＯ
₄は酸化できるが、ＦｅＣｌ₂など塩素イオンが存在す
る場合、塩素イオンの阻害を受けやすい欠点がある。塩
素イオンが硝化細菌などある種の細菌の成育に阻害作用
があることは、広く認められている。鉄鋼排水の場合、
例えばＨＣｌを用いる酸洗排水に対してこの鉄酸化細菌
を使用するときは、塩素イオン濃度として３０００〜４
０００ｍｇ／ｌ程度が限界である。これ以上の塩素イオ
ン濃度になると酸化率が急速に低下する。したがって、
塩素イオン耐性の高い鉄酸化細菌を大量かつ迅速に培養
する技術を確立することが極めて重要な課題である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の鉄酸化細菌の増
殖方法は以下の〜の通りである。

【００１６】有機性排水中の有機物を分解する処理
設備から採取した活性汚泥を曝気槽に投入し、曝気槽に
２価鉄を含む排水を通水するとともに窒素化合物とリン
化合物を添加し、曝気槽のｐＨを１．０〜３．０に調整
し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込むことにより活性汚
泥中から鉄酸化細菌を増殖させることを特徴とする鉄酸
化細菌の増殖方法。

【００１７】有機性排水中の有機物を分解する処理
設備から採取した活性汚泥を曝気槽に投入し、曝気槽に
２価鉄および塩素イオンを含む排水を通水するとともに
窒素化合物とリン化合物を添加し、曝気槽のｐＨを１．
０〜３．０に調整し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込む
ことにより活性汚泥中から塩素イオン耐性のある鉄酸化
細菌を増殖させることを特徴とする鉄酸化細菌の増殖方
法。

【００１８】製鉄所のコークス工場排水を海水希釈
し、海水希釈した排水中の有機物を分解する処理設備か
ら採取した塩素イオン耐性のある活性汚泥を曝気槽に投
入し、曝気槽に２価鉄および塩素イオンを含む排水を通
水するとともに窒素化合物とリン化合物を添加し、曝気
槽のｐＨを１．０〜３．０に調整し、曝気槽に酸素含有
ガスを吹き込むことにより活性汚泥中から塩素イオン耐
性のある鉄酸化細菌を増殖させることを特徴とする鉄酸
化細菌の増殖方法。

【００１９】有機性排水中の有機物を分解する処理
設備から採取した活性汚泥を曝気槽に投入し、曝気槽に
チオ硫酸を含む排水を通水するとともに窒素化合物とリ
ン化合物を添加し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込んで
硫黄酸化細菌を増殖させた後に、曝気槽のｐＨを１．０
〜３．０に調整し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込むこ
とにより硫黄酸化細菌から塩素イオン耐性のある鉄酸化
細菌を増殖させることを特徴とする鉄酸化細菌の増殖方
法。

【００２０】酸素含有ガスを曝気槽に吹き込む際
に、曝気槽のＡｇ／ＡｇＣｌ基準の酸化還元電位（ＯＲ
Ｐ）を＋５５０ｍＶ〜＋６００ｍＶにするとともに、曝
気槽の溶存酸素（ＤＯ）を１〜５ｍｇ／ｌにするように
曝気槽に吹き込む酸素含有ガス量を調節することを特徴
とする前記〜のいずれかの鉄酸化細菌の増殖方法。

【００２１】

【作用】以下、本発明の作用を詳細に説明する。

【００２２】一般的には、チオバチラス・フェロオキシ
ダンスに代表される鉄酸化細菌は、炭素源として有機物
ではなく空気中のＣＯ₂を用いると考えられている。し
かも、このような鉄酸化細菌が生息可能なｐＨは１〜３
とかなり低いため、通常、都市下水や産業排水の有機物
の処理を行っているｐＨ６〜８の活性汚泥からの増殖は
試みられていない。このため、鉄酸化細菌は、主として
鉱山排水や製鉄所排水のピットなどのｐＨが１〜３の場
所のスラッジなどから増殖が試みられている。

【００２３】本発明者らは、都市下水や産業排水の有機
物の処理を行っている活性汚泥にも、還元性硫黄化合物
のような無機物を酸化する硫黄酸化細菌が生息している
ことを見出し、増殖に成功している。この硫黄酸化細菌
は塩素イオン耐性があり、チオバチラス属の細菌と考え
られる。また、チオバチラス属の硫黄酸化細菌として
は、チオバチラス・チオオキシダンスなどｐＨが１〜３
で活性のある種類も知られている。

【００２４】このため、都市下水や産業排水の有機物の
処理を行っている活性汚泥中に、同じチオバチラス属に
属してｐＨが１〜３で２価鉄を酸化するとともに、塩素
イオンに対して耐性がある鉄酸化細菌も生息していると
推定し、都市下水や産業排水の有機物の処理を行ってい
る活性汚泥から容易に増殖できると考えた。

【００２５】また、都市下水や産業排水の有機物の処理
を行っている活性汚泥は、有機物を分解して増殖する従
属栄養細菌が主であるが、塩素イオン耐性がかなりあ
り、馴養操作によって海水程度の塩素イオン濃度約２０
０００ｍｇ／ｌであっても有機物の処理が可能になると
考えた。

【００２６】これらのことから、本発明者は、都市下水
や産業排水の有機物の処理を行っている活性汚泥からの
鉄酸化細菌や塩素イオン耐性がある鉄酸化細菌の増殖を
試みた。すなわち、ｐＨが６〜８でしかも有機物が大量
にあるという鉄酸化細菌にとっては過酷な環境に生息し
ている鉄酸化細菌は、従来の鉄酸化細菌と比較して耐性
が強い可能性があり、塩素イオンにも耐性が強いと考え
たのである。

【００２７】まず、都市下水や産業排水の有機物の処理
を行っている活性汚泥処理場の活性汚泥から塩素イオン
耐性がある鉄酸化細菌を馴養、増殖する方法について説
明する。

【００２８】下水処理場の曝気槽から採取した活性汚泥
を鉄酸化細菌処理装置の曝気槽に投入し、汚泥を沈降さ
せ上澄液を放流する。既に濃縮された返送汚泥を用いる
場合は、そのまま用いてもかまわない。次に、Ｆｅ²⁺濃
度が５００〜２０００ｍｇ／ｌの硫酸第二鉄水溶液、お
よび微量栄養源として窒素化合物、リン化合物を添加す
る。窒素化合物としてはアンモニア性窒素（ＮＨ₄−
Ｎ）が望ましく、５〜２０ｍｇ／ｌを添加する。リン化
合物としてはリン酸（ＰＯ₄−Ｐ）が望ましく、１〜１
０ｍｇ／ｌを添加する。なお、リン化合物として米糠や
米糠の上澄液を用いてもよい。

【００２９】その後、曝気槽のｐＨを１〜３に制御しな
がら、酸素含有ガスによるエアレーションを連続して行
い、混合液のＦｅ²⁺がＦｅ³⁺まで酸化されることを水質
分析により確認する。この場合、曝気槽のｐＨは酸また
はアルカリによって鉄酸化細菌に適した１〜３にするた
め、ｐＨが中性で活性のある有機物分解菌はほとんどが
死滅する。なお、ここで酸素含有ガスとは、酸素を２０
〜１００％含む空気または不活性ガスであり、ｐＨ調整
用の酸としては硫酸が、アルカリとしては水酸化ナトリ
ウムが好ましい。

【００３０】曝気槽内でＦｅ²⁺が９０％以上酸化された
ならば、汚泥を沈降させ上澄液を放流し、先に述べた操
作を繰り返す。そして、Ｆｅ²⁺が９０％以上酸化される
時間が２４時間以内となった段階で鉄酸化細菌がある程
度増殖したとみなし、連続処理に移行する。

【００３１】曝気槽に吹き込む酸素含有ガスの量は以下
の通り決定する。まず、実験結果から、２価鉄をほぼ完
全に３価鉄まで酸化した状態でのＯＲＰは約＋５５０〜
＋６００ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）程度というこ
とが明らかになった。したがって、曝気槽のＯＲＰを＋
５５０ｍＶ〜＋６００ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）
に維持するように酸素含有ガスの量を制御すればよい。
曝気槽のＯＲＰを＋６００ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基
準）超に維持することは、エアレーション量が過大とな
って不経済となる。また、処理量が多く、曝気槽のＯＲ
Ｐが＋５５０ｍＶ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）まで上昇
しないときには、酸素含有ガスの量を増加させるのでは
なく、酸素含有ガス中の酸素濃度を上昇させるのが有効
である。酸素含有ガス中の酸素濃度を上昇させるために
は、酸素富化膜、ＰＳＡなどを用いるとよい。また、純
酸素ガスを用いてもよい。

【００３２】連続処理は以下の通り実施する。まず、２
価鉄を含有する排水を処理装置の曝気槽の水理学的滞留
時間（ＨＲＴ）が１２時間になるように供給する。排水
供給当初は曝気槽のＯＲＰが＋５５０ｍＶ以下（Ａｇ／
ＡｇＣｌ電極基準）であり、＋５５０ｍＶ以上に維持す
るのがかなり困難である。したがって、曝気槽のＤＯを
指標として、曝気槽のＤＯを１〜５ｍｇ／ｌに維持する
ように運転する。曝気槽にＤＯが１〜５ｍｇ／ｌ程度存
在すれば、鉄酸化細菌がＤＯ不足により阻害を受けるこ
とはない。また、曝気槽のＤＯを５ｍｇ／ｌ以上に維持
することは、酸素含有ガスの量が過大となり、不経済と
なる。鉄酸化細菌が十分に増殖していない段階で曝気槽
のＯＲＰを急激に上昇させようとすると、酸素含有ガス
の量が増大するため、鉄酸化細菌のフロックを破壊する
結果を招きやすいので、処理当初は曝気槽のＤＯを指標
とし、酸素含有ガスの量を制御するのが望ましい。

【００３３】排水の供給開始後、鉄酸化細菌の馴養が進
み、Ｆｅ²⁺からＦｅ³⁺への酸化反応が進行すると曝気槽
のＯＲＰが徐々に上昇し、ＯＲＰによる酸素含有ガスの
量の調節が可能となる。曝気槽のＯＲＰが＋５５０ｍＶ
（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極基準）以上になると、処理水のＦ
ｅ²⁺はほとんど検出されなくなり、また、処理水のＣＯ
Ｄも著しく低下する。したがって、排水処理として機能
するＯＲＰの下限値は＋５５０ｍＶとすることが望まし
い。曝気槽のＯＲＰを＋５５０ｍＶ以上に維持できる状
態になれば、曝気槽のＨＲＴが１２時間の状態で排水の
塩素イオン濃度を７〜１０日毎に５００〜２０００ｍｇ
／ｌずつ増大させ、最終的に排水の塩素イオン濃度とす
る。排水の塩素イオン濃度は、海水程度の塩素イオン濃
度の約２００００ｍｇ／ｌまで可能である。

【００３４】さらに、その後、曝気槽のＨＲＴが１２時
間→８時間→６時間→４時間→３時間→２時間→１時間
となるように７〜１０日毎に排水の供給量を増加させ、
処理性能を検討し、排水のＦｅ²⁺濃度に応じたＨＲＴを
決定する。このようにして、塩素イオンに耐性がある鉄
酸化細菌を容易に増殖させることが可能である。排水の
塩素イオン濃度が２００００ｍｇ／ｌ程度に上昇して
も、２価鉄の３価鉄への酸化率９９％以上を保つことが
できる。また、この場合、塩素イオンとして海水を希釈
液に使用することもできる。

【００３５】このようにして、都市下水処理場の主とし
て有機物を分解している活性汚泥から、無機物であるＦ
ｅ²⁺を酸化するとともに、塩素イオンに耐性がある鉄酸
化細菌を大量かつ安価に増殖させることが可能となる。

【００３６】さらに、塩素イオン耐性がある鉄酸化細菌
の増殖期間を短縮するためには、製鉄所コークス工場排
水（安水）処理場の活性汚泥を用いることが望ましい。
すなわち、この活性汚泥は、コークス工場排水が海水に
より３〜５倍に希釈されて用いられているため、塩素イ
オン耐性がすでに海水並の２００００ｍｇ／ｌに達して
いる。したがって、最初から海水並の塩素イオン濃度で
鉄酸化細菌を増殖させることが可能となる。この場合、
塩素イオン耐性のある鉄酸化細菌の増殖期間を３〜５カ
月短縮することができる。

【００３７】さらに、都市下水処理場や製鉄所コークス
工場排水処理場などの活性汚泥からチオ硫酸を用いて増
殖させた硫黄酸化細菌により、塩素イオン耐性のある鉄
酸化細菌の増殖を行うことも可能である。この場合、増
殖している硫黄酸化細菌は塩素イオン耐性がすでに５０
００〜６０００ｍｇ／ｌ程度あるため、やはり塩素イオ
ン耐性のある鉄酸化細菌の増殖期間を１〜２カ月短縮す
ることが可能となる。

【００３８】

【実施例１】本発明の方法を、製鉄所から発生する表面
処理鋼板排水を処理する鉄酸化細菌の増殖に実施した。
処理排水はｐＨが２〜３、Ｆｅ²⁺濃度が５００〜２００
０ｍｇ／ｌ、Ｃｌ^-濃度が１０００〜１５０００ｍｇ／
ｌと高く、また、Ｃｌ^-濃度の変動幅が大きいので、従
来の鉄酸化細菌による処理方法をそのまま用いることが
できない。また、亜鉛イオンを２０００〜３０００ｍｇ
／ｌ、錫イオンを５０〜１００ｍｇ／ｌ、３価クロムイ
オンを５０〜１００ｍｇ／ｌ程度含有している。排水の
水温は１０〜３５℃である。

【００３９】図１に鉄酸化細菌を増殖させる装置を示
す。本装置は、鉄酸化細菌を増殖させる曝気槽３、鉄酸
化細菌と処理水を分離する汚泥沈降槽５、酸素含有ガス
を吹き込むブロア１４などから構成されている。曝気槽
３の下部には、気孔径が０．５ｍｍのセラミックス製の
微細気泡型の散気管４を設置してある。

【００４０】まず、曝気槽３および汚泥沈降槽５に都市
下水の有機物の処理を行っている下水処理場の活性汚泥
混合液（活性汚泥濃度：１０００ｍｇ／ｌ）を投入し、
沈殿させ、上澄液をすてた。鉄酸化細菌を馴養するた
め、酸またはアルカリにより曝気槽３のｐＨを２に制御
し、Ｆｅ²⁺濃度が１５００ｍｇ／ｌ、亜鉛イオンが３０
００ｍｇ／ｌ、錫イオンが１００ｍｇ／ｌ、３価クロム
イオンが１００ｍｇ／ｌの人工排水を添加した。

【００４１】曝気槽３には、ＯＲＰセンサー１０とＤＯ
センサー１２を設置し、鉄酸化細菌の馴養期は曝気槽３
のＤＯを３ｍｇ／ｌと設定して、ＤＯによってブロア１
４の回転数を制御し、エアレーションを行った。曝気槽
３のＯＲＰ（Ａｇ／ＡｇＣｌ基準）が＋５５０ｍＶ以上
に上昇したらＯＲＰ（Ａｇ／ＡｇＣｌ基準）制御に変更
し、ＯＲＰ（Ａｇ／ＡｇＣｌ基準）によってブロア１４
の回転数を制御し、空気によるエアレーションを行っ
た。また、曝気槽３のｐＨは、１０％硫酸または１０％
ＮａＯＨ水溶液によって前と同じ２．０に制御した。窒
素化合物、リン化合物として硫酸アンモニウム、リン酸
をそれぞれ１０ｍｇ／ｌずつ添加した。水温は２０℃に
制御した。

【００４２】曝気槽３に排水を供給してから１４日後に
曝気槽３のＯＲＰが＋５５０ｍＶ以上となり、処理水の
Ｆｅ²⁺が１０ｍｇ／ｌ以下となった。この段階で再び曝
気槽３の汚泥を沈殿させ、上澄液をすて、同じ人工排水
を供給した。この操作を繰り返すと、図２に示すよう
に、２４時間以内に処理水のＦｅ²⁺が１０ｍｇ／ｌ以下
となった。

【００４３】この段階で連続操作に移行した。すなわ
ち、曝気槽３のＨＲＴを７日毎に８時間→６時間→４時
間→３時間→２時間→１．５時間となるように短縮し
た。いずれの条件においても処理水のＦｅ²⁺は１０ｍｇ
／ｌ以下に除去されており、鉄酸化細菌の馴養が完了し
たと判断した。

【００４４】鉄酸化細菌の馴養が完了すると、曝気槽３
のＨＲＴが２時間の条件で人工排水を供給するととも
に、塩素イオン濃度を１０００ｍｇ／ｌから７日毎に１
０００ｍｇ／ｌずつ１５０００ｍｇ／ｌまで塩化ナトリ
ウム（ＮａＣｌ）を用いて増加させた。いずれの条件に
おいても処理水のＦｅ²⁺は１０ｍｇ／ｌ以下に除去され
ており、鉄酸化細菌が塩素イオンに対して耐性を有して
いると判断された。

【００４５】この後約１年間、曝気槽３のＨＲＴが２時
間、水温が１０〜３５℃、塩素イオン濃度が１５０００
ｍｇ／ｌの条件で連続処理を行った。この結果、連続処
理の処理水は、表１に処理水質の一例を示すように、ど
の水温の条件においてもＦｅ²⁺が１５ｍｇ／ｌ以下まで
除去されており、ＣＯＤも１５ｍｇ／ｌ以下と良好であ
った。この結果、この鉄酸化細菌は水温の変動にも強い
ことが推定された。

【００４６】

【表１】（データ；１０〜１２個の平均値）

【００４７】曝気槽３中の鉄酸化細菌の濃度は、連続実
験に移行後急速に増加し、５００００〜１０００００ｍ
ｇ／ｌに達した。しかし、沈降性は悪化せず、図３に示
すように、沈降性の指標であるＳＶＩは１０〜５０と極
めて良好であることが確認された。したがって、曝気槽
３中の鉄酸化細菌を高濃度に維持することが容易であ
り、本方法を用いることにより曝気槽３や汚泥沈降槽５
のコンパクト化が可能となる。

【００４８】

【実施例２】図１に示した装置の曝気槽３および汚泥沈
降槽５に製鉄所コークス工場排水の有機物の処理を行っ
ている処理場の活性汚泥混合液（活性汚泥濃度：５００
０ｍｇ／ｌ）を投入し、実施例１と同様の方法で鉄酸化
細菌を馴養した。ただし、コークス工場排水は海水で４
倍に希釈されて処理されているため、人工排水は当初か
らＣｌ^-濃度を１５０００ｍｇ／ｌ、Ｆｅ²⁺濃度を２０
００ｍｇ／ｌ、亜鉛イオンを３０００ｍｇ／ｌ、錫イオ
ンを１００ｍｇ／ｌ、３価クロムイオンを１００ｍｇ／
ｌの組成に調整した。

【００４９】この結果、鉄酸化細菌の馴養期間を実施例
１と比較して約４カ月短縮できた。さらに、曝気槽３の
ＨＲＴが２時間、水温が１０〜３５℃、塩素イオン濃度
が１５０００ｍｇ／ｌの条件で連続処理を行った結果、
連続処理の処理水はどの水温の条件においてもＦｅ²⁺が
１５ｍｇ／ｌ以下まで除去されており、ＣＯＤも１５ｍ
ｇ／ｌ以下と良好な結果が得られた。このように、製鉄
所コークス工場排水の有機物の処理を行っている処理場
の活性汚泥のように海水に耐性のある活性汚泥を用いる
と、塩素イオン耐性のある鉄酸化細菌をより短期間で馴
養できることが明らかになった。

【００５０】

【実施例３】図１に示した装置の曝気槽３および汚泥沈
降槽５にチオ硫酸含有排水の処理を行っている処理場の
硫黄酸化細菌（濃度３５００ｍｇ／ｌ）を投入し、実施
例１と同様の方法で硫黄酸化細菌から鉄酸化細菌を馴養
した。この硫黄酸化細菌は活性汚泥から馴養したもので
あり、Ｃｌ^-耐性が５０００〜６０００ｍｇ／ｌあった
ため、人工排水は当初からＣｌ^-濃度を５０００ｍｇ／
ｌ、Ｆｅ²⁺濃度を２０００ｍｇ／ｌ、亜鉛イオンを３０
００ｍｇ／ｌ、錫イオンを１００ｍｇ／ｌ、３価クロム
イオンを１００ｍｇ／ｌの組成に調整した。

【００５１】この結果、鉄酸化細菌の馴養期間を実施例
１と比較して約１カ月短縮できた。さらに、曝気槽３の
ＨＲＴが２時間、水温が１０〜３５℃、塩素イオン濃度
が１５０００ｍｇ／ｌの条件で連続処理を行った結果、
連続処理の処理水はどの水温の条件においてもＦｅ²⁺が
１５ｍｇ／ｌ以下まで除去されており、ＣＯＤも１５ｍ
ｇ／ｌ以下と良好な結果が得られた。このように、硫化
水素排水の処理を行っている処理場の硫黄酸化細菌を用
いると塩素イオン耐性のある鉄酸化細菌をより短期間で
馴養できることが明らかになった。

【００５２】

【発明の効果】本発明により、都市下水や産業排水の活
性汚泥から塩素イオン耐性のある鉄酸化細菌を馴養、増
殖させることが可能となる。この結果、曝気槽に高濃度
の塩素イオン耐性のある鉄酸化細菌を維持できるため、
排水処理効率、処理水質が向上し、Ｆｅ²⁺とＣｌ^-を含
有する排水の安定した処理が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する装置の一例を示す図である。

【図２】都市下水処理場活性汚泥からの鉄酸化細菌の馴
養の一例を示す図である。

【図３】都市下水処理場活性汚泥から馴養した鉄酸化細
菌の沈降性の一例を示す図である。

【符号の説明】

１排水タンク２排水供給ポンプ３曝気槽４散気管５汚泥沈降槽６レーキ７処理水８ｐＨセンサー９ｐＨ制御装置１０ＯＲＰセンサー１１ＯＲＰ制御装置１２ＤＯセンサー１３ＤＯ制御装置１４ブロア１５汚泥返送ポンプ１６タイマー１７処理水タンク１９硫酸タンク２０ＮａＯＨタンク２１硫酸ポンプ２２ＮａＯＨポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者野村幸弘千葉県富津市新富20−１新日本製鐵株式会社技術開発本部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機性排水中の有機物を分解する処理設
備から採取した活性汚泥を曝気槽に投入し、曝気槽に２
価鉄を含む排水を通水するとともに窒素化合物とリン化
合物を添加し、曝気槽のｐＨを１．０〜３．０に調整
し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込むことにより活性汚
泥中から鉄酸化細菌を増殖させることを特徴とする鉄酸
化細菌の増殖方法。
【請求項２】有機性排水中の有機物を分解する処理設
備から採取した活性汚泥を曝気槽に投入し、曝気槽に２
価鉄および塩素イオンを含む排水を通水するとともに窒
素化合物とリン化合物を添加し、曝気槽のｐＨを１．０
〜３．０に調整し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込むこ
とにより活性汚泥中から塩素イオン耐性のある鉄酸化細
菌を増殖させることを特徴とする鉄酸化細菌の増殖方
法。
【請求項３】製鉄所のコークス工場排水を海水希釈
し、海水希釈した排水中の有機物を分解する処理設備か
ら採取した塩素イオン耐性のある活性汚泥を曝気槽に投
入し、曝気槽に２価鉄および塩素イオンを含む排水を通
水するとともに窒素化合物とリン化合物を添加し、曝気
槽のｐＨを１．０〜３．０に調整し、曝気槽に酸素含有
ガスを吹き込むことにより活性汚泥中から塩素イオン耐
性のある鉄酸化細菌を増殖させることを特徴とする鉄酸
化細菌の増殖方法。
【請求項４】有機性排水中の有機物を分解する処理設
備から採取した活性汚泥を曝気槽に投入し、曝気槽にチ
オ硫酸を含む排水を通水するとともに窒素化合物とリン
化合物を添加し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込んで硫
黄酸化細菌を増殖させた後に、曝気槽のｐＨを１．０〜
３．０に調整し、曝気槽に酸素含有ガスを吹き込むこと
により硫黄酸化細菌から塩素イオン耐性のある鉄酸化細
菌を増殖させることを特徴とする鉄酸化細菌の増殖方
法。
【請求項５】酸素含有ガスを曝気槽に吹き込む際に、
曝気槽のＡｇ／ＡｇＣｌ基準の酸化還元電位（ＯＲＰ）
を＋５５０ｍＶ〜＋６００ｍＶにするとともに、曝気槽
の溶存酸素（ＤＯ）を１〜５ｍｇ／ｌにするように曝気
槽に吹き込む酸素含有ガス量を調節することを特徴とす
る請求項１〜４のいずれかに記載の鉄酸化細菌の増殖方
法。