JPS6345271B2 - - Google Patents

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JPS6345271B2
JPS6345271B2 JP22918282A JP22918282A JPS6345271B2 JP S6345271 B2 JPS6345271 B2 JP S6345271B2 JP 22918282 A JP22918282 A JP 22918282A JP 22918282 A JP22918282 A JP 22918282A JP S6345271 B2 JPS6345271 B2 JP S6345271B2
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JP
Japan
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wastewater
iron
activated sludge
ferrous
ions
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Application number
JP22918282A
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Japanese (ja)
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JPS59116385A (en
Inventor
Masahiro Fujii
Shigeharu Matsubara
Minoru Kamata
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPS6345271B2 publication Critical patent/JPS6345271B2/ja
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

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  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼材の表面処理排水を活性汚泥処理す
る方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for treating surface-treated steel wastewater with activated sludge.

製鉄所において、冷延鋼板あるいは亜鉛メツ
キ、錫メツキなどにより表面処理鋼板を製造する
際に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酸洗処理
を行う。この他に、鋼材の清浄化にも酸洗処理が
多く行われている。
In steel works, when producing cold-rolled steel sheets or surface-treated steel sheets by galvanizing, tin plating, etc., pickling treatment is performed with sulfuric acid or hydrochloric acid to remove scale, dirt, oxide film, rust, etc. from the surface of the steel sheets. In addition to this, pickling treatment is often used to clean steel materials.

これらの鉄鋼材料の酸洗は、濃度3〜20%程度
の塩酸、硫酸などをもちいて行うが、これらの酸
洗浴は、一定期間以上使用すると酸洗能力が低下
し廃棄しなければならない。また、鉄鋼材料を酸
洗後、残存している酸洗液を除去するため大量の
水によつて洗浄を行う。さらに、これらの酸洗に
おいては多くのケースにおいて鉄鋼材料のスケー
ルのみを溶解し、地鉄の酸による溶解を極力抑制
するため酸洗浴に有機化合物を主成分とするイン
ヒビターを添加する。このため、鉄鋼材料の酸洗
工程からは、PHが低く、第1鉄イオンおよび有機
化合物を含有した排水が発生する。
Pickling of these steel materials is carried out using hydrochloric acid, sulfuric acid, etc. with a concentration of about 3 to 20%, but when these pickling baths are used for more than a certain period of time, their pickling ability decreases and they must be discarded. Further, after pickling the steel material, it is washed with a large amount of water to remove the remaining pickling solution. Furthermore, in many cases, in these pickling processes, an inhibitor containing an organic compound as a main component is added to the pickling bath in order to dissolve only the scale of the steel material and to suppress dissolution of the base iron by acid as much as possible. For this reason, the process of pickling steel materials generates waste water that has a low pH and contains ferrous ions and organic compounds.

また、製鉄所においては、これらの酸洗排水の
他に亜鉛メツキ鋼板、錫メツキ鋼板その他のメツ
キ鋼板の製造工程からも酸洗工程の排水と類似の
排水が排出する。この排水は、鉄イオンの他にメ
ツキ処理に使用されている亜鉛、錫、クロム、ニ
ツケル、コバルト、マンガンなどの金属イオンお
よび有機化合物を主成分とするメツキ添加剤が含
まれている。このメツキ添加剤は、良好なメツキ
性を得るためにメツキ浴に添加するもので前述の
酸洗インヒビターと異なる有機化合物を主成分と
している。
In addition to these pickling wastewaters, in steel works, wastewater similar to the pickling process wastewater is also discharged from the manufacturing process of galvanized steel sheets, tin-plated steel sheets, and other galvanized steel sheets. In addition to iron ions, this wastewater contains metal ions such as zinc, tin, chromium, nickel, cobalt, and manganese used in the plating process, as well as plating additives whose main components are organic compounds. This plating additive is added to the plating bath in order to obtain good plating properties, and is mainly composed of an organic compound different from the above-mentioned pickling inhibitor.

したがつて、製鉄所の酸洗、メツキなどの鋼材
の表面処理工程から排出する排水は、PHが非常に
低く、また、鉄イオンの他に亜鉛、錫、その他の
金属イオンおよび有機化合物を含有している。な
お、これらの表面処理排水に含まれている鉄イオ
ンは大部分が第1鉄(Fe++)イオンである。
Therefore, wastewater discharged from steel surface treatment processes such as pickling and plating at steel plants has a very low pH and contains zinc, tin, other metal ions, and organic compounds in addition to iron ions. are doing. Note that most of the iron ions contained in these surface treatment wastewaters are ferrous (Fe ++ ) ions.

これらの排水を公共水域に排出する場合、鉄、
亜鉛、錫などの金属イオン、CODによつて表示
される有機化合物およびPHを環境規制値以下に除
去または調整して排出を行つている。これらの金
属イオンの除去方法は、従来主にアルカリ凝集沈
澱法が適用されている。すなわち、これらの排水
はPH2.0〜3.0程度であり、前述の金属イオンは
ほゞ完全に溶解している。このため、これらの金
属イオンを除去するためには、排水に大量のアル
カリ剤を添加し、排水のPHを9〜10に維持し、前
記金属イオンを水酸化物として沈澱させる。しか
し、第1鉄塩の水酸化物は、PH9.5以上にしない
と排水に溶解したまま残存し、またPHを9.5以上
にして沈澱を生成させても水酸化第1鉄は沈降速
度が遅いので水酸化第1鉄の沈降分離槽は大容量
の設備を必要とする。
When discharging these wastewaters into public waters, iron,
Metal ions such as zinc and tin, organic compounds indicated by COD, and pH are removed or adjusted to below environmental regulation values before discharge. As a method for removing these metal ions, an alkali coagulation precipitation method has conventionally been mainly applied. That is, these wastewaters have a pH of about 2.0 to 3.0, and the metal ions mentioned above are almost completely dissolved. Therefore, in order to remove these metal ions, a large amount of alkaline agent is added to the waste water, the pH of the waste water is maintained at 9 to 10, and the metal ions are precipitated as hydroxides. However, the hydroxide of ferrous salt remains dissolved in the wastewater unless the pH is raised to 9.5 or higher, and even if the PH is raised to 9.5 or higher to form a precipitate, ferrous hydroxide has a slow sedimentation rate. Therefore, a sedimentation separation tank for ferrous hydroxide requires large-capacity equipment.

これらの問題点を解決するためこれらの第1鉄
塩を含む排水には水酸化カルシウム、炭酸カルシ
ウムなどのアルカリ剤を添加してPH9〜10に維持
し、さらに、大量の空気を長時間吹き込み、水酸
化第1鉄を水酸化第2鉄に酸化している。この水
酸化第2鉄は、PH5〜11の範囲において溶解度は
0.1mg/以下であり水酸化第1鉄に比べて溶解
度が非常に低く、また、このブロツクは沈降性が
良好なので処理水への流出が少ない。
In order to solve these problems, we add alkaline agents such as calcium hydroxide and calcium carbonate to the wastewater containing these ferrous salts to maintain the pH at 9 to 10, and then blow a large amount of air over a long period of time. Ferrous hydroxide is oxidized to ferric hydroxide. This ferric hydroxide has a low solubility in the pH range of 5 to 11.
The solubility is 0.1 mg/or less, which is very low compared to ferrous hydroxide, and since this block has good sedimentation properties, there is little leakage into the treated water.

製鉄所における前述の表面処理排水は、水酸化
カルシウム、炭酸カルシウムなどによりPH9〜10
程度に調整、維持して、大量の空気を吹き込み、
しかる後に、これらの排水を汚泥沈降槽において
固液分離を行い、上澄水は硫酸、塩酸などにより
PHを規制値に中和してから排出を行つている。こ
のような処理を行うと処理水の鉄、亜鉛、錫その
他の金属イオンは、いずれも0.1mg/以下に除
去され、規制値を十分に満足することができる。
The aforementioned surface-treated wastewater from steel plants has a pH of 9 to 10 due to calcium hydroxide, calcium carbonate, etc.
Adjust and maintain the level, blow in a large amount of air,
Afterwards, these wastewaters are subjected to solid-liquid separation in a sludge settling tank, and the supernatant water is treated with sulfuric acid, hydrochloric acid, etc.
It is discharged after neutralizing the pH to the regulated value. By performing such treatment, iron, zinc, tin, and other metal ions in the treated water are all removed to 0.1 mg/or less, which fully satisfies the regulatory values.

しかし、この処理方法にも多くの問題点が含ま
れている。たとえば、前述の排水に含まれている
酸洗のインヒビター、メツキ添加剤などの有機化
合物は、この中和凝集沈澱法によつて十分に除去
されない。このため、これらの有機化合物の大部
分は、そのまま中和凝集沈澱処理水に流出し、処
理水のCODの大きなウエイトを占めることにな
る。したがつて、これらの有機化合物を除去する
ためには、別途に過酸化水素、次亜塩素酸塩など
による化学的酸化処理あるいは活性炭吸着法など
により処理を行い、これらの有機物を排水より除
去処理を行う必要がある。
However, this processing method also includes many problems. For example, organic compounds such as pickling inhibitors and plating additives contained in the aforementioned wastewater are not sufficiently removed by this neutralization coagulation-sedimentation method. Therefore, most of these organic compounds flow directly into the neutralized coagulation-sedimentation treated water and account for a large portion of the COD of the treated water. Therefore, in order to remove these organic compounds, chemical oxidation treatment using hydrogen peroxide, hypochlorite, etc. or activated carbon adsorption method must be used to remove these organic substances from wastewater. need to be done.

また、他の問題点として、この排水の中和凝集
沈澱処理によつて大量にスラツジが発生する。こ
のスラツジは、中和処理に水酸化カルシウム、炭
酸カルシウムなどのカルシウム化合物を使用する
と、大量のカルシウム化合物と鉄、亜鉛、錫など
の金属水酸化物を含有し、このため、このスラツ
ジの発生量が非常に多く、さらに、スラツジの有
効利用に多くの制約を受ける。
Another problem is that a large amount of sludge is generated by the neutralization, coagulation and sedimentation treatment of this wastewater. When calcium compounds such as calcium hydroxide and calcium carbonate are used for neutralization, this sludge contains a large amount of calcium compounds and metal hydroxides such as iron, zinc, and tin. In addition, there are many restrictions on the effective use of sludge.

発明者らは、前述の排水を処理するにあたりこ
れらの問題点を解決した新しい処理方法を発明し
た。この方法は、鉄酸化菌により排水中の第1鉄
塩を第2鉄塩に酸化し、さらに第1鉄塩と共存す
る酸洗のインヒビターあるいはメツキ添加剤など
の有機物を同時に酸化分解する方法である。
The inventors have invented a new treatment method that solves these problems when treating the aforementioned wastewater. This method uses iron oxidizing bacteria to oxidize ferrous salts in wastewater to ferric salts, and then simultaneously oxidizes and decomposes organic substances such as pickling inhibitors or plating additives that coexist with the ferrous salts. be.

一般に、鉄酸化菌は、PH1〜3と非常に低い鉱
山排水に含まれている第1鉄塩を、好気性雰囲気
により第2鉄塩に酸化するのに用いられている。
しかし、この酸化菌により排水処理を行う場合、
有機化合物を含まない鉱山排水、工場排水など
は、比較的容易に排水中の第1鉄塩を第2鉄塩に
酸化するが、この排水に第1鉄塩を有機化合物が
共存すると、鉄酸化菌が有機化合物により機能阻
害をうけ、第1鉄塩の酸化率が低下する。たとえ
ば、第1鉄塩とグルコーズとが共存する排水を鉄
酸化菌によつて処理を行うと、第1鉄塩の酸化率
が著しく低下し、処理水に第1鉄塩が検出される
ことが知られている。このため、第1鉄塩と有機
化合物が共存する排水を鉄酸化菌をもちいた活性
汚泥法により処理を行い、処理水の第1鉄イオン
を1mg/以下に、また、共存する有機化合物の
大部分を分解処理した例は皆無である。
Generally, iron oxidizing bacteria are used to oxidize ferrous salts contained in mine drainage, which has a very low pH of 1 to 3, into ferric salts in an aerobic atmosphere.
However, when treating wastewater with these oxidizing bacteria,
Mine wastewater, industrial wastewater, etc. that do not contain organic compounds oxidize ferrous salts in the wastewater to ferric salts relatively easily, but when ferrous salts and organic compounds coexist in this wastewater, iron oxidation occurs. The function of bacteria is inhibited by organic compounds, and the oxidation rate of ferrous salts decreases. For example, when wastewater in which ferrous salts and glucose coexist is treated with iron oxidizing bacteria, the oxidation rate of ferrous salts decreases significantly, and ferrous salts may not be detected in the treated water. Are known. For this reason, wastewater in which ferrous salts and organic compounds coexist is treated by an activated sludge method using iron oxidizing bacteria, and the ferrous ions in the treated water are reduced to 1 mg/less or less, and the amount of coexisting organic compounds is reduced. There are no examples of parts being disassembled.

また、前述の鉄酸化菌により鉱山排水の第1鉄
イオンを酸化する場合、活性汚泥処理の曝気槽に
鉄酸化菌の活性汚泥と第1鉄イオンを含む排水と
を共存させて空気曝気を行うが、この時の管理条
件、特に、曝気量を決める指標などが明らかにさ
れていない。
In addition, when oxidizing ferrous ions in mine drainage using the aforementioned iron oxidizing bacteria, air aeration is performed by coexisting activated sludge of iron oxidizing bacteria and wastewater containing ferrous ions in an aeration tank for activated sludge treatment. However, the management conditions at this time, especially the indicators that determine the amount of aeration, have not been clarified.

発明者らの研究によると、有機化合物を含まな
い排水の場合、曝気を十分に行えば第1鉄イオン
は、ほゞ100%酸化されて、処理水の第1鉄イオ
ンは1mg/以下になる。しかし、有機化合物が
共存した場合、先に説明したように単に曝気量、
溶存酸素濃度などの従来の管理方法をもちいても
第1鉄の酸化率は低下する。
According to the inventors' research, in the case of wastewater that does not contain organic compounds, if sufficient aeration is performed, almost 100% of the ferrous ions will be oxidized, and the ferrous ions in the treated water will be less than 1 mg/kg. . However, when organic compounds coexist, the amount of aeration is simply
Even using conventional control methods such as dissolved oxygen concentration, the oxidation rate of ferrous iron decreases.

このように、排水中に第1鉄イオンと有機化合
物が共存する場合、単に酸化菌をもちいた活性汚
泥法でこれらの排水を処理する従来の方法ではほ
とんど不可能であり、このため、鉄酸化菌をもち
いた活性汚泥法は、有機化合物をほとんど含まな
い鉱山排水、工場排水に適用されていた。本発明
はこのような従来法を改良した方法であり、酸性
排水中の第1鉄イオンと有機化合物を同じに酸化
処理するために、鉄酸化菌を含む好気性活性汚泥
処理によつて処理するに際して有機化合物濃度と
活性汚泥濃度の関係を特定の条件に維持するこ
と、さらに加えて活性汚泥処理時の曝気量を酸化
還元電位を指標として管理することに特徴を有す
る。
As described above, when ferrous ions and organic compounds coexist in wastewater, it is almost impossible to treat the wastewater using the activated sludge method using oxidizing bacteria, which is almost impossible. The activated sludge method, which uses bacteria, was applied to mine and industrial wastewater, which contains almost no organic compounds. The present invention is an improved method of such a conventional method, and in order to oxidize ferrous ions and organic compounds in acidic wastewater in the same way, it is treated by an aerobic activated sludge treatment containing iron-oxidizing bacteria. The method is characterized by maintaining the relationship between organic compound concentration and activated sludge concentration under specific conditions during activated sludge treatment, and in addition, managing the amount of aeration during activated sludge treatment using the redox potential as an index.

次に、本発明について詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in detail.

本発明は、第1鉄と有機化合物が共存する排水
を鉄酸化菌を用いた活性汚泥処理法により、第1
鉄を第2鉄にほゞ100%酸化し、また、同時に共
存する有機化合物も同時に酸化分解する方法であ
る。
The present invention aims to treat wastewater containing ferrous iron and organic compounds by an activated sludge treatment method using iron oxidizing bacteria.
This method oxidizes almost 100% of iron to ferric iron, and also simultaneously oxidizes and decomposes coexisting organic compounds.

まず、排水中に共存する第1鉄は、有機化合物
が共存しなければ鉄酸化菌により容易に酸化され
るが、前述したように有機化合物が共存すると酸
化率が低下する問題点がある。この問題点を解決
するため、発明者らは排水中の有機化合物の濃度
と活性汚泥処理の曝気槽の活性汚泥濃度(以下、
MLSSと略記)との関係に着目し検討した結果、
排水中に第1鉄イオンと有機化合物が共存してい
ても有機化合物濃度とMLSSとの関係をある条件
に維持すれば第1鉄イオンは、ほゞ完全に酸化さ
れ、処理水の第1鉄イオン濃度は1mg/以下に
なることを見出した。
First, ferrous iron coexisting in wastewater is easily oxidized by iron oxidizing bacteria unless organic compounds coexist, but as mentioned above, there is a problem in that the oxidation rate decreases when organic compounds coexist. In order to solve this problem, the inventors investigated the concentration of organic compounds in wastewater and the activated sludge concentration in the aeration tank for activated sludge treatment (hereinafter referred to as
As a result of focusing on the relationship with MLSS (abbreviated as MLSS),
Even if ferrous ions and organic compounds coexist in wastewater, if the relationship between the organic compound concentration and MLSS is maintained under certain conditions, ferrous ions will be almost completely oxidized, and ferrous It was found that the ion concentration was less than 1 mg/mg.

すなわち、発明者らは、MLSSに対してある一
定以上の有機化合物が存在していると、鉄酸化菌
は第1鉄よりも有機化合物を優先的に酸化し、こ
のため、第1鉄の1部が未酸化で残存することを
見出した。このことから発明者らは、排水中の有
機化合物量に対して十分にMLSSが存在していれ
ば、このような問題点は解決すると考え、第1鉄
イオン濃度、有機化合物濃度(全有機性炭素濃度
T.O.Cと略記)及びMLSSと処理水質との関係を
検討した。その結果鉄酸化細菌によつて、有機化
合物が共存する排水の第1鉄イオンを処理する場
合には、曝気槽の汚泥濃度(以下MLSS濃度と略
記)と供給排水の第1鉄イオンと共存するTOC
によつて標示される有機化合物濃度(以下TOC
濃度と略記)との関係が、第1図に示す直線A上
あるいは直線Aより下部であれば第1鉄イオンが
酸化され、鉄酸化細菌処理水の第1鉄イオンが1
mg/以下になることが実験により明らかになつ
た。
In other words, the inventors found that when a certain amount of organic compounds is present in MLSS, iron-oxidizing bacteria preferentially oxidize organic compounds over ferrous iron, and therefore It was found that some parts remained unoxidized. Based on this, the inventors believe that such problems can be solved if there is sufficient MLSS relative to the amount of organic compounds in the wastewater, and the ferrous ion concentration, organic compound concentration (total organic carbon concentration
(abbreviated as TOC) and MLSS, and the relationship between treated water quality was investigated. As a result, when iron-oxidizing bacteria treat ferrous ions in wastewater that coexists with organic compounds, the sludge concentration in the aeration tank (hereinafter abbreviated as MLSS concentration) and the ferrous ions in the supplied wastewater coexist. TOC
Organic compound concentration indicated by (TOC)
If the relationship between the concentration and the abbreviation) is on the straight line A shown in Figure 1 or below the straight line A, the ferrous ions are oxidized, and the ferrous ions in the water treated with iron-oxidizing bacteria are
Experiments have revealed that it is less than mg/mg/mg.

従つて第1図の結果から、有機化合物が共存す
る排水の第1鉄イオンを鉄酸化細菌により酸化
し、この処理水の第1鉄イオンを1mg/以下に
するためには、供給排水のTOC濃度と曝気槽の
汚泥濃度との間を次に示す(1)式の関係に維持すれ
ば良いことが明らかになつた。
Therefore, from the results shown in Figure 1, in order to oxidize the ferrous ions in the wastewater where organic compounds coexist by iron-oxidizing bacteria and reduce the ferrous ions in the treated water to 1 mg/or less, it is necessary to increase the TOC of the supplied wastewater. It became clear that the relationship between the sludge concentration and the sludge concentration in the aeration tank should be maintained as shown in equation (1) below.

なお第1図より、有機化合物が存在する排水の
第1鉄イオンを鉄酸化細菌により第2鉄イオンに
酸化する場合、鉄酸化細菌処理水の第1鉄イオン
を1mg/以下にするためには、曝気槽の汚泥濃
度を約20000g/以上に維持する必要がある。
一方汚泥濃度の上限は、ポンプによつて汚泥混合
液を輸送する必要上から、約150000mg/が限界
である。従つて、第1鉄イオンと有機化合物が共
存する排水の第1鉄イオンを鉄酸化細菌により酸
化するに際し、鉄酸化細菌の汚泥の混合液をポン
プ輸送する場合、約150000mg/が限界であるこ
とから、処理する排水の有機化合物の濃度は、(1)
式からTOCとして940mg/以下が望ましい。
Furthermore, from Figure 1, when ferrous ions in wastewater containing organic compounds are oxidized to ferric ions by iron-oxidizing bacteria, in order to reduce the ferrous ions in water treated with iron-oxidizing bacteria to 1 mg/or less, , it is necessary to maintain the sludge concentration in the aeration tank at approximately 20,000g/or more.
On the other hand, the upper limit of the sludge concentration is approximately 150,000 mg/ml due to the necessity of transporting the sludge mixture using a pump. Therefore, when oxidizing ferrous ions in wastewater where ferrous ions and organic compounds coexist by iron-oxidizing bacteria, the limit is about 150,000 mg/kg when pumping a mixed solution of sludge containing iron-oxidizing bacteria. Therefore, the concentration of organic compounds in the wastewater to be treated is (1)
From the formula, a TOC of 940mg/or less is desirable.

T.O.C≦0.007×MLSS−110 ……(1) なお、この(1)式のT.O.C,MLSSは、それぞれ
mg/で表示する。
TOC≦0.007×MLSS−110 ……(1) Note that TOC and MLSS in equation (1) are respectively
Expressed in mg/.

即ち鉄酸化菌をもちいた本発明の活性汚泥処理
は、活性汚泥濃度およびまたは有機化合物濃度を
調整して上記(1)式で示す条件を維持することによ
り、排水中に第1鉄イオンと有機化合物が共存し
ていても、両成分ともほゞ完全に分解でき、処理
水中の第1鉄イオン、有機化合物は1mg/以下
にできることを見い出した。
That is, the activated sludge treatment of the present invention using iron-oxidizing bacteria can reduce ferrous ions and organic compounds in wastewater by adjusting the activated sludge concentration and/or organic compound concentration to maintain the conditions expressed by equation (1) It has been found that even if the compounds coexist, both components can be almost completely decomposed, and the amount of ferrous ions and organic compounds in the treated water can be reduced to 1 mg/or less.

なお、鉄酸化菌による活性汚泥処理の曝気槽に
おける活性汚泥は、加熱減少量が約20〜30%であ
り、加熱残渣は鉄酸化物を主成分とする無機化合
物である。したがつて、鉄酸化菌の活性汚泥は、
鉄酸化菌のバクテリヤが鉄酸化物を主成分とする
担体に付着していることが明らかになり、本発明
におけるMLSSは、これらの無機化合物を含めて
表示している。
In addition, activated sludge in the aeration tank for activated sludge treatment using iron-oxidizing bacteria has a heating reduction amount of about 20 to 30%, and the heating residue is an inorganic compound containing iron oxide as a main component. Therefore, activated sludge of iron oxidizing bacteria is
It has become clear that iron-oxidizing bacteria adhere to a carrier containing iron oxide as a main component, and the MLSS in the present invention includes these inorganic compounds.

次に、活性汚泥処理の曝気槽に供給される空気
量は、曝気槽のORPを指標にしてコントロール
を行うと良い。排水中の第1鉄イオンが鉄酸化菌
によつて酸化される反応は、鉄酸化菌に吸着した
第1鉄イオンが呼吸作用によつて鉄化菌の細胞内
に取り入れられた酸素によつて酸化されて第2鉄
イオンを形成すると思われるので、この反応に
ORPが関与していることが容易に維定される。
Next, the amount of air supplied to the aeration tank for activated sludge treatment should be controlled using the ORP of the aeration tank as an index. The reaction in which ferrous ions in wastewater are oxidized by iron-oxidizing bacteria is a reaction in which ferrous ions adsorbed to iron-oxidizing bacteria are absorbed by oxygen taken into the cells of iron-oxidizing bacteria through respiration. This reaction is likely to be oxidized to form ferric ions.
It is easily maintained that ORP is involved.

そこで、曝気槽のORPを指標にして曝気量を
検討した結果、ORPを+750〜850mV(水素電極
を基準にした場合)に維持すると、処理時間1〜
4時間の短時間で第1鉄イオンが第2鉄イオンに
ほゞ100%(処理水の第1鉄イオン濃度1mg/
以下)酸化される。また、第1鉄イオンと共存す
る有機化合物は、MLSSとTOCとを前記(1)式に
示した関係に維持して曝気槽のORPを前記範囲
に維持するとほゞ100%(処理水のT.O.C1mg/
以下)分解される。
Therefore, as a result of examining the aeration amount using the ORP of the aeration tank as an index, we found that if ORP is maintained at +750 to 850 mV (based on the hydrogen electrode), the treatment time will be 1 to 1.
In a short period of 4 hours, ferrous ions are converted to ferric ions by almost 100% (ferrous ion concentration of treated water is 1mg/100%).
below) is oxidized. Furthermore, if the MLSS and TOC are maintained in the relationship shown in equation (1) above, and the ORP of the aeration tank is maintained within the above range, the organic compounds that coexist with ferrous ions will be reduced to approximately 100% (TOC of 1 mg of treated water). /
below) will be decomposed.

このように、第1鉄イオンと有機化合物とが共
存する排水を、鉄酸化菌をもちいた好気性活性汚
泥法により処理を行う場合、最も好ましくは曝気
槽の活性汚泥濃度(MLSS)と供給原水の有機化
合物の濃度(全有機性炭素:T.O.Cで表示)との
関係を、 TOC≦0.007×MLSS−110の条件に維持し、曝
気槽のORPを+750〜850mV(水素電極を基準)
になるように曝気を行うと第1鉄イオンは第2鉄
イオンにほゞ100%酸化され、また、有機化合物
もほゞ100%分解される。
In this way, when treating wastewater in which ferrous ions and organic compounds coexist by an aerobic activated sludge method using iron oxidizing bacteria, it is most preferable to The relationship with the concentration of organic compounds (total organic carbon: expressed as TOC) is maintained under the condition of TOC ≦ 0.007 × MLSS − 110, and the ORP of the aeration tank is +750 to 850 mV (based on the hydrogen electrode).
When aeration is carried out to achieve this, almost 100% of ferrous ions are oxidized to ferric ions, and almost 100% of organic compounds are also decomposed.

次に、上記条件によつて処理を行うことにより
排水中に含まれた第1鉄塩は酸化されるので好気
性活性汚泥処理水中には鉄イオンとしては第2鉄
塩だけが含まれている。従つてこれらの第2鉄イ
オン、錫イオン、亜鉛イオンなどの排水中に含ま
れていた金属イオンを除去するには、一般の排水
処理で行われているPH調整凝集沈澱法により容易
に可能である。
Next, by performing the treatment under the above conditions, the ferrous salts contained in the wastewater are oxidized, so that the aerobic activated sludge treated water contains only ferric salts as iron ions. . Therefore, the removal of metal ions such as ferric ions, tin ions, zinc ions, etc. contained in wastewater cannot be easily achieved using the pH-adjusted coagulation-sedimentation method used in general wastewater treatment. be.

すなわち、曝気槽において鉄酸化菌によつて処
理された排水は、鉄塩としては沈降性の良い第2
鉄塩しか含まれないので活性汚泥沈降槽におい
て、活性汚泥を沈降分離し、その上澄水のPHをア
ルカリ剤によりPHを調整して、第2鉄イオン、亜
鉛イオンなどを容易に回収する。この上澄水は、
PH2〜3で、赤褐色を呈しており、ほゞ、透明で
ある。まず、この処理水より第2鉄化合物の回収
は、苛性ソーダ、炭酸ソーダ、炭酸カルシウム、
水酸化カルシウムなどのアルカリ剤を添加し、排
水のPHを4.0〜5.0程度に調整すると赤褐色の水酸
化第2鉄が沈澱する。次に、水酸化第2鉄を沈降
分離槽において分離し、無色透明の上澄水を次の
PH調整槽において、上記アルカリ剤を加えてPH
8.0〜9.0に調整すると水酸化亜鉛などの沈澱が生
じ、この沈澱を沈降分離槽において水酸化亜鉛を
回収する。この水酸化亜鉛などを回収後の上澄水
を、硫酸、塩酸などによりPHを放流規制値に再調
整を行うと、この処理水には重金属が検出され
ず、完全に無害化処理され、公共水域に排出する
ことができる。
In other words, the wastewater treated by iron oxidizing bacteria in the aeration tank is a secondary iron salt with good sedimentation properties.
Since it only contains iron salts, activated sludge is separated by sedimentation in an activated sludge settling tank, and the pH of the supernatant water is adjusted with an alkaline agent to easily recover ferric ions, zinc ions, etc. This supernatant water is
It has a reddish-brown color with a pH of 2 to 3, and is almost transparent. First, the recovery of ferric compounds from this treated water includes caustic soda, soda carbonate, calcium carbonate,
When an alkaline agent such as calcium hydroxide is added to adjust the pH of the wastewater to about 4.0 to 5.0, reddish-brown ferric hydroxide precipitates. Next, ferric hydroxide is separated in a sedimentation separation tank, and the colorless and transparent supernatant water is
In the pH adjustment tank, add the above alkaline agent to adjust the pH.
When adjusted to 8.0 to 9.0, zinc hydroxide and other precipitates are generated, and the precipitates are sent to a sedimentation separation tank to recover zinc hydroxide. When the pH of the supernatant water after recovering zinc hydroxide is readjusted to the discharge regulation value using sulfuric acid, hydrochloric acid, etc., no heavy metals are detected in the treated water, and it is completely rendered harmless and becomes a public water area. can be discharged.

なお、排水中に水溶性の2価の錫イオンが存在
する場合、この錫イオンは、鉄酸化菌による汚性
汚泥処理により酸化されて不溶性の4価の錫化合
物を形成し、活性汚泥に蓄積し、処理水には流出
しない。また、錫化合物、亜鉛化合物などの金属
塩が存在していても、鉄酸化菌の機能はほとんど
阻害されない。
In addition, if water-soluble divalent tin ions are present in the wastewater, these tin ions are oxidized by iron-oxidizing bacteria during dirty sludge treatment to form insoluble tetravalent tin compounds, which accumulate in activated sludge. However, it does not flow into the treated water. Furthermore, even if metal salts such as tin compounds and zinc compounds are present, the functions of iron-oxidizing bacteria are hardly inhibited.

次に、本発明の実施例について説明する。 Next, examples of the present invention will be described.

製鉄所の冷延工場、亜鉛鉄板およびブリキ製造
工場の酸洗工程のリンズ水を主本とする排水を鉄
酸化菌を用いた活性汚泥法により処理を行つた。
Wastewater mainly consisting of rins water from the pickling process of cold rolling mills of steel mills, galvanized iron plates and tinplate manufacturing plants was treated by the activated sludge method using iron oxidizing bacteria.

この排水は、PH2.0〜2.5で、第1鉄イオン約
500〜1000mg/、有機化合物を約10〜20mg/
(T.O.Cとして換算)、亜鉛イオン5〜10mg/、
錫イオン20〜50mg/を、それぞれ含有してい
る。なお、この排水のCODは100〜150mg/で、
また、有機化合物は、鋼板の酸洗時に使用するイ
ンヒビターと錫メツキ浴に用いている添加剤であ
る。
This wastewater has a pH of 2.0 to 2.5 and approximately ferrous ions.
500-1000mg/, organic compound approximately 10-20mg/
(converted as TOC), zinc ion 5-10mg/,
Each contains 20 to 50 mg of tin ion. The COD of this wastewater is 100 to 150 mg/
The organic compounds are inhibitors used when pickling steel sheets and additives used in tinning baths.

この排水を鉄酸化菌の活性汚泥約20000mg/
含む曝気槽(前記の(1)式を満足する条件)に、前
述の排水の滞留時間が約2時間になるように供給
し、曝気槽のORPが±800±25mV(水素電極基
準)になるように曝気を行なう活性汚泥処理を行
つた。
Approximately 20,000mg of activated sludge of iron oxidizing bacteria is collected from this wastewater.
The above-mentioned wastewater is supplied to the aeration tank (conditions that satisfy formula (1) above) so that the residence time is approximately 2 hours, and the ORP of the aeration tank is ±800±25mV (based on hydrogen electrode). Activated sludge treatment with aeration was performed.

なお、この排水の処理を行うと、鉄酸化菌が増
殖するので、曝気槽のMLSSが20000mg/以上
になるため、増殖汚泥は曝気槽の次の汚泥沈降分
離槽において余剰汚泥として抜き取る。この余剰
汚泥を燃焼するとFe2O3が主成分(鉄分40%以
上)の赤色の粉末が得られる。
Note that when this wastewater is treated, iron oxidizing bacteria proliferate, and the MLSS in the aeration tank becomes 20,000 mg/or more. Therefore, the proliferated sludge is extracted as surplus sludge in the sludge sedimentation separation tank next to the aeration tank. When this excess sludge is burned, a red powder whose main component is Fe 2 O 3 (over 40% iron) is obtained.

汚泥沈降分離槽の上澄水に苛性ソーダ水を加え
てPH4.5〜5.0に調整すると赤色の沈澱物が生じ
る。この赤色沈澱物を回収し、燃焼すると鉄分約
67%以上のFe2O3を主成分とする赤色の粉末が得
られる。
When caustic soda water is added to the supernatant water of the sludge sedimentation separation tank to adjust the pH to 4.5 to 5.0, a red precipitate is produced. When this red precipitate is collected and burned, the iron content is approximately
A red powder whose main component is more than 67% Fe 2 O 3 is obtained.

次に、PH4.5〜5.0の上澄水に水酸化カルシウム
を添加してPH8.0〜9.0に調整すると白色の沈澱が
生じる。この沈澱物を分離した排水を、塩酸によ
りPH7.0±0.5に調整した結果、無色透明な排水が
得られた。
Next, when calcium hydroxide is added to the supernatant water, which has a pH of 4.5 to 5.0, and the pH is adjusted to 8.0 to 9.0, a white precipitate is formed. The wastewater from which this precipitate was separated was adjusted to pH 7.0±0.5 with hydrochloric acid, resulting in colorless and transparent wastewater.

この排水は、PH7.0±0.5、鉄、亜鉛、錫などの
金属イオンが1mg/以下、有機化合物が1〜2
mg/(T.O.Cとして)以下、CODが5mg/以
下である。
This wastewater has a pH of 7.0±0.5, metal ions such as iron, zinc, and tin less than 1 mg/day, and organic compounds of 1 to 2
mg/(as TOC) or less, COD is 5 mg/or less.

余剰汚泥および生物酸化処理水のPH調整時に発
生した赤色沈澱を燃成して得られたFe2O3を主成
分とする赤色の粉末は、顔料の弁柄として使用す
ることができる。
The red powder containing Fe 2 O 3 as a main component obtained by burning red precipitate generated during pH adjustment of excess sludge and biologically oxidized water can be used as a pigment valve.

なお、曝気槽のORPが約+700mV(水素電極基
準)以下になると処理水の第1鉄イオン濃度は、
1mg/以上になり、ORPが低くなるほど処理
水の第1鉄イオン濃度は高くなり、第1鉄イオン
の酸化率が低下する傾向がある。
Furthermore, when the ORP of the aeration tank becomes approximately +700 mV or less (hydrogen electrode standard), the ferrous ion concentration of the treated water will decrease.
1 mg/ or more, and the lower the ORP, the higher the ferrous ion concentration in the treated water tends to be, and the oxidation rate of ferrous ions tends to decrease.

また、曝気槽の活性汚泥濃度を低下させて供給
原水のTOC(10〜20mg/)と曝気槽の活性汚泥
濃度(MLSS)との関係を、 TOC>0.007×MLSS−110にした所、有機化合
物は、ほぼ完全に分解するが、第1鉄イオンの酸
化率が低下する。たとえば、本実施例の供給原水
をもちいて、MLSSを約10000ppmまで低下させ
た所、第1鉄イオンの酸化率は約90%に低下し、
活性汚泥処理水に第1鉄イオンが50〜100mg/
も検出されるようになつた。
In addition, when the activated sludge concentration in the aeration tank was lowered and the relationship between the TOC (10 to 20 mg/) of the supplied raw water and the activated sludge concentration (MLSS) in the aeration tank was set to TOC > 0.007 x MLSS - 110, organic compounds decomposes almost completely, but the oxidation rate of ferrous ions decreases. For example, when the raw water supplied in this example was used to reduce the MLSS to about 10,000 ppm, the oxidation rate of ferrous ions decreased to about 90%,
Activated sludge treated water contains 50-100mg/ferrous ion
has also started to be detected.

このように、第1鉄イオンと有機化合物が共存
する排水を、鉄酸化菌を用いた好気性活性汚泥処
理により処理し、第1鉄イオンを第2鉄イオンに
酸化し、処理水の第1鉄イオン濃度を1mg/以
下に、また、有機化合物をほぼ完全に分解するた
めには、供給原水のTOCと曝気槽のMLSSとの
関係を、 TOC≦0.007×MLSS−110に維持し、さらに、
曝気槽のORPを+750〜850mVに管理する必要が
ある。
In this way, wastewater in which ferrous ions and organic compounds coexist is treated by aerobic activated sludge treatment using iron oxidizing bacteria, oxidizing ferrous ions to ferric ions, and converting the treated water into ferrous ions. In order to keep the iron ion concentration below 1mg/ and to almost completely decompose organic compounds, maintain the relationship between TOC of the feed water and MLSS of the aeration tank to be TOC≦0.007×MLSS−110, and further,
It is necessary to control the ORP of the aeration tank to +750-850mV.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、第1鉄イオンと有機化合物が共存す
る排水を鉄酸化細菌により第1鉄イオンを第2鉄
イオンに酸化する場合、鉄酸化細菌処理水の第1
鉄イオンが1mg/以下になるための有機化合物
濃度(TOC)と曝気槽の汚泥濃度(MLSS)と
の関係を示すグラフである。
Figure 1 shows that when wastewater in which ferrous ions and organic compounds coexist is oxidized by iron-oxidizing bacteria to ferric ions, the first
It is a graph showing the relationship between the organic compound concentration (TOC) and the sludge concentration in the aeration tank (MLSS) for iron ions to be 1 mg/or less.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 少くとも第1鉄塩を主とする鉄塩と有機化合
物を含む酸性の鋼材表面処理排水を鉄酸化菌を含
む好気性活性汚泥処理によつて処理するととも
に、好気性活性汚泥処理に供給される排水の全有
機性炭素濃度(TOC)と好気性活性汚泥処理の
曝気槽の活性汚泥濃度(MLSS)の関係を次式 TOC(mg/)≦0.007×MLSS(mg/)−110 (但し第1鉄イオン濃度≦5000mg/) に維持しながら活性汚泥処理を行つた後、常法に
より処理水中の金属イオンを除去することを特徴
とする鋼材の表面処理排水の生物化学的処理方
法。 2 鉄塩の他に金属メツキに使用された金属イオ
ンを含有する表面処理排水を処理する特許請求の
範囲第1項記載の方法。 3 活性汚泥処理の曝気槽に供給する曝気量を曝
気槽の酸化還元電位を指標として管理する特許請
求の範囲第1項又は第2項記載の方法。 4 酸化還元電位を+750〜+850mVに維持する
特許請求の範囲第3項記載の方法。
[Scope of Claims] 1. Acidic steel surface treatment wastewater containing at least iron salts mainly ferrous salts and organic compounds is treated by an aerobic activated sludge treatment containing iron oxidizing bacteria; The relationship between total organic carbon concentration (TOC) of wastewater supplied to activated sludge treatment and activated sludge concentration (MLSS) in the aeration tank of aerobic activated sludge treatment is expressed by the following formula: TOC (mg/) ≦ 0.007 × MLSS (mg/ )-110 (However, ferrous ion concentration ≦5000mg/) After activated sludge treatment, the metal ions in the treated water are removed by a conventional method.Biochemistry of surface treatment wastewater for steel materials processing method. 2. The method according to claim 1, for treating surface treatment wastewater containing metal ions used in metal plating in addition to iron salts. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the amount of aeration supplied to the aeration tank for activated sludge treatment is managed using the oxidation-reduction potential of the aeration tank as an index. 4. The method according to claim 3, wherein the redox potential is maintained at +750 to +850 mV.
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