JPS638840B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はジチオン酸のような難分解性COD成
分を含む排水の生物学的処理法に関するものであ
る。

排煙脱硫排水の如くのジチオン酸（塩）を含む
廃水のCOD除去法は古くから種々検討されてい
るものの、省エネルギー・省コストたる方法とし
てはいまだ技術的に完成されていない。これは、
ジチオン酸等の硫黄酸化物がきわめて安定な化合
物であつて、強力な酸化分解の手法である塩素分
解、オゾン分解等によつても容易には分解されな
いためである。したがつて、これらの処理法とし
て現在一般的にとられているのは、湿式燃焼法等
の熱分解によるものである。しかるにこの方法
は、焼却のための燃料消費、大規模施設の必要性
等必ずしも効率のよい方法とはいえない欠点を有
している。

本発明は、上記従来法の問題点に鑑みて、ジチ
オン酸等の難分解性COD成分を、微生物のもつ
生化学的な分解能力を利用して分解除去せしめる
方法、すなわち嫌気性微生物によつてジチオン酸
又はジチオン酸塩を含む排水の嫌気性分解を進行
せしめる際の分解効率を高める方法を提供するこ
とを目的とするものである。

本発明は、少なくともジチオン酸又はジチオン
酸塩を含む排水にBOD源とハロゲン化メタンを
添加して嫌気性生物処理することを特徴とする含
ジチオン酸排水の処理方法である。

以下に実施例を踏まえて、本発明の方法とそれ
による効果について詳細に説明する。

好気性細菌である硫黄酸化細菌（Thiobacillus
属等）や嫌気性細菌である硫酸環元菌
（Desulfovibrio属等）その他の微生物がジチオン
酸のような不完全硫黄酸化物を生物分解できるこ
とは従来の研究によつてよく知られている。本発
明による方法においては、このうちの嫌気性細菌
群によるジチオン酸の如くの物質を分解する能力
を利用するものである。嫌気性菌によるこの分解
には有機物の存在が必要不可欠であつて、ジチオ
ン酸等は有機物のもつ還元力によつて還元分解さ
れる。このために例えば排煙脱硫排水のような有
機物含量の少ない排水におけるジチオン酸の嫌気
性生物分解においては、有機性廃水、廃汚泥、市
販有機物等を添加することによつて分解反応を進
行せしめている。しかし、これらの添加有機物
は、ジチオン酸分解微生物以外の共存する嫌気性
従属栄養性の微生物によつても発酵分解される。

本発明は、このような添加有機物をジチオン酸
等の硫黄酸化物の還元分解に優先的に利用させる
方法を見い出すことに成功して完成されものであ
る。以下に実験例を示し、本発明の効果を明らか
にする。

ジチオン酸、アンモニウム塩、リン酸塩、その
他の栄養塩を含む合成排水を調整し、これをジチ
オン酸によつて前培養された嫌気性細菌の混合培
養槽に連続的に流入させる一方、グルコース（そ
の他の糖類）を含む溶液を連続的に供給し混合培
養槽の温度を15℃、滞留時間を６日〜８日に保つ
たところ、徐々にジチオン酸の分解除去がはじま
り、経過日数30日目頃からほぼ定常的に95％以上
のジチオン酸が除去される結果を得た。次に温度
を30℃に保つて同様の実験を行なつたところ滞留
時間を3.0日にまで減少させてもジチオン酸を分
解することはできたが、3.0日〜８日のいずれの
滞留時間でもジチオン酸の分解率は55％を越える
ことはなかつた。

次に30℃でのこの実験培養槽に槽内濃度で約
0.05〜3.0mMとなるようにクロロホルムを添加し
て引き続き前記合成排水を培養したところ直ちに
ジチオン酸の分解率は増加し、滞留時間2.0日に
おいても95％以上のジチオン酸除去率が得られ、
処理水のCOD濃度も減少しかつ処理性も安定し
ていた。これと同様のクロロホルムの添加効果が
25℃〜40℃、45℃〜65℃の実験においても確認で
き、クロロホルムを同程度濃度のフツ化メタン、
二フツ化メタン、三フツ化メタン、四フツ化炭
素、クロルメタン、二クロルメタン、四塩化炭
素、臭化メタン、二臭化メタン、三臭化メタン、
四臭化炭素のいずれに代えても同等の効果のみら
れることが知られた。また、添加有機物の種類は
前記グルコースに限定されるものでなく、各種有
機性排水、アルコール類、有機酸類など従来実施
されているものを単独又は適宜に組合わせて利用
することができる。

上記のように本発明に至る研究において発見さ
れた現象から、ハロゲン化メタンを加えることに
よつてジチオン酸の分解除去性を高めることがで
きたのは、ハロゲン化メタンが、生物によるジチ
オン酸の還元分解を阻害せずに共存する他の有機
物分解発酵を阻害する作用を有するためと推定さ
れる。

このように、従来の有機物を添加してジチオン
酸を含む排水を嫌気性生物処理する際に、添加し
た有機物の還元力がジチオン酸の分解にではなく
他の発酵分解に消費されてしまい、それが特に20
℃〜45℃、45℃〜70℃程度の中温処理条件や高温
処理条件で著しかつたがゆえに過剰の有機物を添
加しなければならなかつたのに対して、本発明な
る方法では、ジチオン酸の嫌気性生物による分解
にとつても好適なこれらの温度条件下で、添加し
た有機物のほぼ全量をジチオン酸等の硫黄酸化物
の還元分解のために有効利用させることによつ
て、添加すべき有機物量を大幅に減少せしめるこ
とを可能とするものである。したがつて、ジチオ
ン酸（塩）を含む水の処理コストを大幅に低減せ
しめ、市販有機物のうち比較的高価なものであつ
ても、例えばメタノール、乳酸等のごとくの特に
ジチオン酸の分解にとつて好適な有機物を添加し
つつ処理することを経済的に可能とするものであ
る。

次に本発明の実施態様の一例を図面に基づいて
詳細に説明する。

ジチオン酸（塩）を含む排水８は混合貯留槽１
に導かれ、有機物９その他の栄養塩類等の添加物
とハロゲン化メタン１０のいずれか一種（複数種
類を組合わせてもよい）を添加し混合されて混合
水１１となり、嫌気性生物反応器２（以下、反応
器と略記する）へと導かれる。

この反応器２には温度調整装置２０とPHセンサ
ー２１およびPH調整用薬注口２２が設けられてい
る。温度調整装置２０は図示の如くの内部加温方
式でもよいが、外部熱交換器方式によつて流入排
水そのものを加温することも、反応液を外部循環
させることによつて加温することも可能であるほ
か、蒸気吹込み等によつて直接加温することも可
能であり、従来の嫌気性消化に取り入れられてい
るいかなる方式をも利用して反応液温を20〜45℃
もしくは45℃〜70℃の一定温度に保つことができ
る。また、この反応器２には撹拌装置６を設ける
ことが反応器２の種類によつては必要とされる
が、この撹拌方式についても、ガス撹拌等の従来
の嫌気性消化に取り入れられているいかなる方式
であつても、ジチオン酸（塩）の分解に望ましい
撹拌効果を発揮しうるものであれば採用可能であ
る。反応器２内の液PHは5.0〜8.5の範囲でジチオ
ン酸の分解が可能であるが、好ましくは6.0〜7.5
の中性付近とするのが分解効率を向上させるうえ
では望ましい。

上記のような反応条件下で、それらの設定条件
およびジチオン酸（塩）の負荷条件に応じて、流
入排水は通常４時間〜５日程度この反応器２内に
滞留し分解反応を受ける。その後、（嫌気性）生
物処理水１２としてこの反応器２より流出する
が、この生物処理水１２には低濃度ではあるがハ
ロゲン化メタンが含まれており、放流水域のそれ
らの許容値が満足できる特別の場合を除いて次段
の処理を必要とする。また、この次段の処理の必
要の有無に拘らず、反応器２からの流出水を固液
分離装置３によつて固液分離し、分離液１５と汚
泥画分とに分離し汚泥画分の一部を返送汚泥１３
として反応器２に返送することは、反応器２を高
率的に運転するうえで効果的である。残余の汚泥
は余剰汚泥１４として汚泥の処理・処分にまわさ
れる。

本発明なる方法において、ジチオン酸（塩）を
含む排水の嫌気性生物処理水１２の中に含まれる
ハロゲン化メタンの除去法としては、加熱追い出
し、蒸気または空気によるストリツピング、オゾ
ン分解処理、活性炭による吸着処理およびこれら
の組合わせ処理等従来のハロゲン化メタンの除去
法に採用されている処理法であればいかなる方式
および条件であつてもそのまま用いることがで
き、これらの多くは残留CODの除去をも目的と
して適用することができる。

しかしハロゲン化メタンの処理法として、次段
に、図示のごとくの曝気装置などを備えた好気性
生物反応器４を設けて処理する方法は、特に本法
のように前段の嫌気性生物反応において有機物と
ハロゲン化メタンを同時に添加した場合のよう
に、ハロゲン化メタンのほかにも有機物が残存す
る可能性の高い方式においては有効となる。スト
リツピング法、吸着法、オゾン分解法等の物理化
学的方法においては、残存有機物によるCOD濃
度が高い場にはエネルギー消費、薬品使用量等が
急増しきわめて不経済となるため、これに代る上
記の好気性生物処理を選択することができる。通
常この好気性生物反応器４にはブロワー７から空
気２３が強制的に吹き込まれるが、曝気方法とし
てはこれに限られるものではなく表面曝気方式、
水中エアレータ方式、回転円板方式等であつても
ハロゲン化メタンの生物分解にとつて十分な酸素
供給能力を持つものであれば採用しうる。

好気性生物反応器４からの流出水１６は、通常
固液分離装置５によつて固液分離され、分離液１
９は直接もしくはさらなる無害化処理をなされた
後水域へと放流される。沈殿汚泥画分の一部は返
送汚泥１７として好気性生物反応器４に返送さ
れ、残りは余剰汚泥１８として別途処理処分され
る。

以上示した如く、本発明の一実施態様において
は嫌気性生物処理反応器２と、それに引き続く好
気性生物反応器４を設けたものであるが、これら
の反応器の型式は一般には単なる混合槽型反応器
とすることが多いが、充填床固定床方式、流動媒
体を入れた流動床方式等を採用することも可能で
あつて、従来報告されている生物反応器であれば
運転条件の設定を適切に選択することによつてほ
ぼすべて採用しうるものとなる。また図示した２
つの固液分離装置３および５も、単なる沈殿池方
式とすることが最も安価ではあるが建設費、運転
費、必要土地面積などの制約によつては遠心分
離、浮上分離等の従来のいかなる固液分離法を採
用してもかまわないが、生物体を返送する関係上
微生物を失活させるような方法はとり入れること
ができない。

本発明による嫌気性生物反応器に、この反応器
内におけるジチオン酸（塩）等の硫黄化合物の分
解過程で生成される硫化水素を除去しつつ生物分
解を行なわせしめる方法を取り入れることは、本
発明の効果をさらに高めるうえで有効である。こ
れは、既知のごとく硫黄酸化物の分解経路におい
て多量の硫化水素が生成され、それが特にジチオ
ン酸の分解を阻害することからも知られるよう
に、本発明による方法によつて高速度でのジチオ
ン酸（塩）の分解を進行せしめた際には、特に大
量の硫化水素が集積し嫌気性生物によるジチオン
酸等の還元分解に著しい悪影響を及ぼす。脱硫化
水素によつてこれを防止することができるため、
脱硫化水素を行なうことの効果は従来法に比較し
てきわめて高いものとなる。

脱硫化水素の方法としては従来から報告されて
いるもの、たとえば液体吸収剤もしくは固体吸収
剤による吸収法、消化ガスの脱硫に用いられてい
るタカハツクス法やサイロツク法などを、そのま
ま採用すれば十分で、本発明なる方法にとつて特
別の方式というものを必要とするものではない点
は、装置構成を従来以上に複雑なものとしないこ
とで製作上も運転管理上も利点となる。

また、このような脱硫化水素の効果は、排水中
のジチオン酸の濃度が高い場合に特に大である。
したがつて、流入する排水中のジチオン酸（塩）
の濃度が低い場合には少なくとも300〜500mg／
以上となるように、予めイオン交換処理その他の
物理化学的方法による濃縮工程によつてジチオン
酸（塩）を濃縮することが有効となる。

以上述べたように、本発明によれば簡潔なプロ
セス、簡単な装置により極めて省エネルギー的、
経済的にかつ高効率でジチオン酸（塩）を分解除
去することができ、運転管理も簡便に行なえるな
ど、多大の効果をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施態様を示すフローシート
である。 １……混合貯留槽、２……反応器、３，５……
固液分離装置、４……好気性生物反応器、６……
撹拌装置、７……ブロワー、８……排水、９……
有機物、１０……ハロゲン化メタン、１１……混
合水、１２……生物処理水、１３，１７……返送
汚泥、１４，１８……余剰汚泥、１５……分離
液、１６……流出水、１９……分離液、２０……
温度調整装置、２１……PHセンサー、２２……PH
調整用薬注口、２３……空気。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくともジチオン酸又はジチオン酸塩を含
   む排水にBOD源とハロゲン化メタンを添加して
   嫌気性生物処理することを特徴とする含ジチオン
   酸排水の処理方法。 ２ 前記嫌気性生物処理を、該生物処理水を固液
   分離処理して得られる微生物汚泥を返送して行な
   う特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 前記固液分離処理により得られる分離水を好
   気性生物処理する特許請求の範囲第２項記載の方
   法。 ４ 前記ハロゲン化メタンがクロルメタン、二ク
   ロルメタン、クロロホルム、四塩化炭素、フツ化
   メタン、二フツ化メタン、三フツ化メタン、四フ
   ツ化炭素、臭化メタン、二臭化メタン、三臭化メ
   タン、四臭化炭素よりなる１群中から任意に選ん
   だものである特許請求の範囲第１項、第２項又は
   第３項記載の方法。 ５ 前記嫌気性生物処理を、該処理過程において
   発生する硫化水素を除去しながら行なう特許請求
   の範囲第１項、第２項又は第３項記載の方法。 ６ 前記排水が、予めイオン交換処理などの物理
   化学的方法により濃縮してジチオン酸又はジチオ
   ン酸塩の濃度を高めたものである特許請求の範囲
   第１項、第２項、第３項又は第５項記載の方法。 ７ 前記嫌気性生物処理を、反応液のPHを6.0〜
   7.5に維持して行なう特許請求の範囲第１項記載
   の方法。 ８ 前記BOD源が糖類、有機性排水、アルコー
   ル類、有機酸類よりなる１群中から任意に選んだ
   ものである特許請求の範囲第１項記載の方法。