JPH08323391A - セレン含有水の処理方法 - Google Patents
セレン含有水の処理方法Info
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- JPH08323391A JPH08323391A JP13543795A JP13543795A JPH08323391A JP H08323391 A JPH08323391 A JP H08323391A JP 13543795 A JP13543795 A JP 13543795A JP 13543795 A JP13543795 A JP 13543795A JP H08323391 A JPH08323391 A JP H08323391A
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Abstract
定して効率よく除去して無害化することができるセレン
含有水の処理方法を提案する。 【構成】 嫌気性処理槽1にセレン含有水5を導入して
生物汚泥と嫌気状態で接触させ、ORP計3で銀・塩化
銀電極を対照とする酸化還元電位(ORP)を検出し、
ORP値が−50mV以下となるように、ポンプ11、
12または13を制御して、原水導入量、有機物供給量
または返送汚泥量を制御し、セレンを還元する。
Description
により無害化する方法に関するものである。
する排水を無害化する処理方法として、鉄塩による凝集
沈殿、イオン交換による吸着等の方法がある。このうち
前者は多量の凝集剤を必要とするほか、Se6+は除去で
きないという問題点がある。一方後者は吸着量が少な
く、また再生廃液の処理が必要になるなどの問題点があ
る。
会年会講演集、1995、P176には、(亜)セレン
酸還元菌によりラクトースの存在下にSe6+およびSe
4+が還元されることが報告されている。しかしこの方法
ではセレン化合物に汚染された場所から、(亜)セレン
酸還元菌を分離して培養する必要がある。
および使用が容易な微生物を用い、簡単な装置と操作に
より、セレン化合物を安定して効率よく除去することが
可能なセレン含有水の処理方法を提案することである。
極を対照とする酸化還元電位が−50mV以下となる条
件で、セレン含有水を生物汚泥と嫌気状態で接触させる
ことを特徴とするセレン含有水の処理方法である。
「セレン酸および/または亜セレン酸」を意味する。ま
た「Se6+」、「Se4+」、「Se0」または「S
e2-」は、それぞれの酸化数+VI、+IV、ゼロまたは−
IIのセレンを意味する。これらを単にSeと記述する場
合がある。また本発明において、「(亜)硝酸」は「硝
酸および/または亜硝酸」を意味する。
有水は、Se6+および/またはSe 4+のセレン化合物を
含む排水その他の水である。Se6+またはSe4+のセレ
ン化合物としては(亜)セレン酸などがあげられる。具
体的なセレン含有水としては金属精錬工業排水、ガラス
工業排水、化学工業排水、および石炭、石油または燃焼
排ガス処理プロセスの排水などがあげられる。これらの
セレン含有水中にはセレン化合物以外に有機物、窒素化
合物、硫酸塩などが含まれていてもよい。
を嫌気状態に維持することにより生成する生物汚泥であ
り、活性汚泥処理法のような排水の好気性処理法におけ
る生物汚泥(活性汚泥)を採取し、これをセレン含有水
に加えて嫌気状態に維持することにより自然発生的に生
成させることもできる。このような生物汚泥には(亜)
セレン酸を還元するような菌が優勢となり、このような
菌によりセレン含有水中の(亜)セレン酸が還元され
る。
有水の組成および嫌気処理の条件等により異なる。例え
ば原水または反応液中に(亜)硝酸イオンが存在する系
では硝酸呼吸を行う脱窒菌が優勢となる。また炭水化物
等の有機物が存在する系では、酸発酵菌が出現し、硫酸
塩が存在する系では硫酸塩還元菌が出現する。その他系
に存在する物質により、その分解に適した菌が出現し、
それらの分解に伴ってセレン化合物の還元が行われる。
これらの中では脱窒菌が適している。
り(亜)硝酸イオンの酸素を利用して有機物を分解する
細菌であり、シュードモナス等の通性嫌気性菌の中に見
られる。このような脱窒菌はアンモニア性窒素含有排水
の生物反応を利用した硝化脱窒による脱窒方法における
脱窒工程に利用されている。本発明で使用できる脱窒菌
としては、このような生物脱窒法における脱窒菌をその
まま利用できるほか、活性汚泥処理法のような排水の好
気性処理法における好気性汚泥(活性汚泥)を採取し、
これを有機物および(亜)硝酸イオンの存在下に嫌気状
態に維持することにより、自然発生的に生成させること
もできる。
を還元する菌を含む生物汚泥は通常フロック状の生物汚
泥となっており、本発明ではフロック状の生物汚泥をそ
のまま懸濁状態で用いることもできるが、粒状、繊維
状、その他の空隙率の大きい担体に担持させて用いるこ
ともできる。担体としては生物汚泥を担持できるもので
あれば制限はないが、砂、活性炭、アルミナゲル、発泡
プラスチックなどがあげられる。担体に生物汚泥を担持
させるには、担体の存在下に馴養ないし処理を行うこと
により、担持させることができる。
のような生物汚泥と嫌気状態で接触させることにより、
セレン含有水中の(亜)セレン酸すなわちSe6+および
/またはSe4+を還元して無害化する。このときSe6+
はSe4+を経てSe0および/またはSe2-に還元され
るものと推定される。本発明において嫌気状態とは酸素
を遮断する状態を意味するが、セレン化合物の還元を阻
害しない程度の若干の酸素の混入は許容される。
素源および栄養源が必要になる。酸素源としては嫌気状
態であるため分子状酸素ではなく、(亜)硝酸、炭水化
物、有機酸、硫酸などの形で含まれる酸化剤となりうる
酸素が利用される。栄養源としては反応液中に含まれる
有機物や生物汚泥中に含まれる有機物などが基質として
利用される。これらの酸素源や栄養源はセレン含有水に
含まれていればそのまま利用できるが、含まれていない
場合には別途添加される。これにより生物汚泥は高い活
性に維持され、これらの分解に伴って(亜)セレン酸が
還元される。
すると、反応系に(亜)硝酸イオンを存在させることに
より、生物汚泥中に脱窒菌を出現させて活性を高く維持
し、これにより(亜)セレン酸を還元させる。(亜)硝
酸イオンはすでに反応系に存在するときはそのまま利用
することができるが、存在しないときは(亜)硝酸塩等
を添加することができる。(亜)硝酸イオンは脱窒菌の
活性を維持する限度(NOxとして1〜10mg/l程
度)で添加すればよい。
有する場合は、別の硝化工程において原水を硝化菌と接
触させて好気性下に硝化を行って有機性またはアンモニ
ア性窒素を(亜)硝酸性窒素に転換し、その硝化液を脱
窒菌を含む生物汚泥と嫌気性下に接触させて脱窒を行う
とともに、(亜)セレン酸を還元する。この場合、硝化
工程ではセレン化合物は(亜)セレン酸となっている
が、脱窒工程で還元される。
気状態で接触させる場合、銀・塩化銀電極を対照とする
酸化還元電位(ORP)が−50mV以下となるように
制御する。このORPは反応系の嫌気度を示しており、
上記ORPを−50mV以下の嫌気度とすることにより
(亜)セレン酸の還元が可能となる。ORP=0の場合
でも嫌気状態であって、脱窒等の生物汚泥の本来の機能
は現われるが、(亜)セレン酸の還元は起こらない。従
って脱窒等が起こるよりもはるかに強い嫌気度とするこ
とにより、(亜)セレン酸の還元が可能になる。
は、有機物の添加量、生物汚泥濃度および/またはセレ
ン含有水の滞留時間等を制御する。有機物は基質として
添加されるもので、通常メタノール等が用いられるが、
有機排水等の他の有機物源であってもよい。このような
有機物添加量を多くするとORPは低くなり、嫌気度が
高くなる。
汚泥濃度、すなわちMLSSであり、MLSSを高くす
るとORPは低下し、嫌気度が高くなる。この場合は生
物汚泥中に蓄えられた有機物が基質として利用され、汚
泥の自己消化が起こる。原水の滞留時間の制御は原水の
導入量を少なくすることにより滞留時間を長くすると、
ORPが低下し、嫌気度が高くなる。この場合負荷と生
物汚泥の量的関係はMLSSを高くする場合と同様であ
り、ほぼ同様の反応形態となる。
原水、有機物を導入して行われる。セレン含有水と生物
汚泥との接触には嫌気性反応槽を用い、浮遊法、生物膜
法など、任意の方法が採用できる。浮遊法は脱窒細菌を
含むフロック状の生物汚泥を浮遊状態で攪拌して接触さ
せる方法であり、生物脱窒法における脱窒工程と同様に
行われる。生物膜法は生物汚泥を担体に支持させて生物
膜を形成し、これをセレン含有水と接触させる方法であ
り、固定床式、流動床式など、また上向流式、下向流式
など脱窒工程で採用されているのと同様の方式が採用で
きる。
レン酸イオンが還元されるのに必要な時間であるが、こ
れは系内に存在する有機物の分解に必要な時間としてと
らえることもでき、系内で脱窒等を行う場合は脱窒等に
必要な時間の1.1倍以上とすることができる。嫌気性
反応は上記の滞留時間となるように反応液の一部を抜出
して固液分離し、分離汚泥を返送し、汚泥濃度を所定濃
度(500〜50000mg/l、好ましくは2000
〜20000mg/l)に維持して反応を行う。
槽に銀・塩化銀電極を対照とする酸化還元電位計を設
け、その検出値が−50mV以下を示すように有機物供
給系、汚泥返送系、原水導入系等を制御して、有機物供
給量、生物汚泥濃度、原水導入量(滞留時間)等を調整
する。
(亜)セレン酸は金属セレンに還元されて沈殿物とな
り、汚泥に付着した状態で、固液分離により分離され、
余剰汚泥とともに系外に排出される。そしてセレンが除
去された分離液は処理水として放流される。
物学的処理法に使用されている汚泥から馴養により得る
ことができ、その入手および使用は容易であり、純粋分
離や特別の培養条件は不要である。このような生物汚泥
は(亜)硝酸イオン等を供給して活性化することにより
セレン除去能力が高くなる。
る。図1は脱窒菌を利用する実施例の処理装置を示す系
統図である。1は嫌気性反応槽、2は固液分離槽、3は
ORP計、4は制御装置である。
セレン含有水としての原水を導入し、汚泥返送路6から
返送汚泥を導入し、NOx導入路7から(亜)硝酸イオ
ン(NOx)を導入し、有機物導入路8から有機物を供
給して槽内の脱窒菌を含む生物汚泥と混合し、攪拌機9
で緩やかに攪拌して、嫌気状態で接触させる。
銀電極を対照とするORP計3で検出し、その検出信号
を制御装置4に入力する。制御装置4ではORP値が−
50mV以下となるように、ポンプ11、12または1
3を制御する。この場合、ORPが−50mVより高い
とき、ポンプ12の送液量を多くして有機物添加量を多
くするか、ポンプ13の送液量を多くし返送汚泥量を多
くしてMLSSを高くするか、あるいはポンプ11の送
液量を少なくして原水導入量を少なくし滞留時間を長く
するように制御する。この制御は予め設定されたプログ
ラムにより行われる。
菌が有機物を基質としてNOxをNに還元し、これによ
り脱窒活性を高い状態で維持し、過剰の有機物を基質と
してSe6+およびSe4+をSe0等に還元する。生成す
るNはガスとして放出され、Seは沈殿して汚泥に付着
する。
2に導入して固液分離し、分離液は処理水路15から処
理水として放流される。分離汚泥の一部は返送汚泥とし
て返送汚泥路6から嫌気性反応槽1に返送し、残部は汚
泥排出路16から余剰汚泥として排出する。
を含む電力排煙脱硫排水を好気性処理により硝化したの
ち、嫌気性処理により脱窒およびセレンの還元を行い、
固液分離により汚泥を分離した。滞留時間は好気性処理
槽が4時間、嫌気性処理槽が12時間、固液分離槽が4
時間である。嫌気性処理槽では下水処理装置の活性汚泥
を種汚泥としてMLSS 4000mg/lで嫌気性処
理を行った。その結果、好気性処理槽のORPは+32
0mV、嫌気性処理槽のORPは−40〜+20mVで
あり、処理水中のNH4−Nは1mg以下、NOx−N
は1mg/l以下で脱窒はできたが、Seは1.1〜
0.1mg/lの範囲と高く、不安定であった。
0mg/l添加したところ、ORPは徐々に低下し、1
週間後に−50mVになり、処理水中のSeは0.04
mg/lになった。そのまま運転を続けたところ、OR
Pは−60〜−80mVとなり、処理水Seは常に0.
1mg/l未満で安定した。脱窒効果は参考例1と同様
であった。
理槽に下水活性汚泥を添加してMLSS濃度を8000
mg/lにした。当初嫌気性処理槽のORPは−40m
Vであったが、すぐに低下し、−50〜−60mVとな
り、処理水Seは0.1mg/l未満で安定した。
槽への好気性処理液の導入量を少なくし、嫌気性処理槽
における滞留時間を48時間にした。その結果、嫌気性
処理槽のORPは−50〜−90mVになり、処理水S
eは常に0.1mg/l未満で安定した。
下となる条件でセレン含有水を生物汚泥と嫌気状態で接
触させるようにしたので、簡単な装置と操作により、セ
レン化合物を安定して効率よく除去して無害化すること
ができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 銀・塩化銀電極を対照とする酸化還元電
位が−50mV以下となる条件で、セレン含有水を生物
汚泥と嫌気状態で接触させることを特徴とするセレン含
有水の処理方法。
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