JPH04317799A - 廃水処理に適した有用微生物の迅速培養、増殖方法 - Google Patents
廃水処理に適した有用微生物の迅速培養、増殖方法Info
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- JPH04317799A JPH04317799A JP3109659A JP10965991A JPH04317799A JP H04317799 A JPH04317799 A JP H04317799A JP 3109659 A JP3109659 A JP 3109659A JP 10965991 A JP10965991 A JP 10965991A JP H04317799 A JPH04317799 A JP H04317799A
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- Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)
Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
した有用微生物を迅速に培養、増殖する方法に関する。
まれているBOD、COD、シアン化合物、硫化物、あ
るいはフェノール化合物などの汚濁物を生物学的に処理
する方法はすでに多くの文献などにより知られている。 また、ガス廃液を活性汚泥処理法で処理する場合、曝気
槽の酸化還元電位を指標にして曝気量を管理、制御する
と良好な処理性能が得られる事を、本発明の発明者の一
人が、既に特願昭53−60444号、特願昭53−1
37001号などで明らかにしている。
、産業廃水の活性汚泥処理において、曝気槽のORPを
指標にして曝気量を管理、制御すれば処理が円滑に行わ
れる事が明らかになっている。しかし、新しい汚濁物質
を含む廃水、例えば、新しい化学物質を生産する工場を
建設し、この工場から新しい化学物質を含む廃水が排出
される場合、この廃水を何等かの方法で処理する必要が
ある。この新しい化学物質を含む廃水の処理は、活性炭
吸着法、フェントン試薬酸化法などが考えられるが、こ
れらの方法は処理コストに問題があり、このため処理コ
ストが安価な生物学的処理方法の適用が最適である。
分解できるか否か、またこれを分解する微生物がどこに
存在するかを明らかにするのが大変であった。従来は、
新しい化学物質を分解する微生物を探索する理論的手法
が確立していなかったため、ベンチスケールの活性汚泥
処理実験装置を用いて下水、産業廃水の処理を行ってい
る活性汚泥を用いて、経験的感と試行錯誤的な実験の繰
り返しを行っていた。たとえ新しい化学物質を分解する
微生物を下水、産業廃水の処理を行っている活性汚泥か
ら見い出しても、下水、産業廃水を処理している活性汚
泥から有用な微生物を培養、増殖して、これを実際の活
性汚泥処理に移行するためには、何箇月という長期間の
馴養が必要であった。このため、この長期間の馴養期間
中は本格的な生産ができず、本格的な生産を行った場合
、排出される廃水は生物学的処理以外の方法、例えば先
に述べた処理コストが著しく高い活性炭吸着法、フェン
トン試薬酸化法などにより処理を行わなければならない
。これは、新しい化学物質を分解処理する有用微生物を
理論的に探索する方法が確立していないことに起因して
いる。
試行錯誤的な廃水処理用有用微生物の探索法ではなく、
廃水処理を行うバイオリアクターあるいは活性汚泥処理
装置の曝気槽に有用微生物を優先的に、しかも迅速に培
養、増殖するために、微生物の代謝機構に密接な関係が
あるORPを理論的に求めて、バイオリアクターあるい
は活性汚泥処理装置の曝気槽のORPをこの値に管理、
制御して廃水処理用の有用微生物を下水、産業廃水の処
理を行っている活性汚泥から迅速に培養、増殖する方法
を提供する。
産業廃水を処理する活性汚泥及びスラッジより廃水処理
用の有用微生物を培養、増殖する際、生物学的に処理を
行おうとする廃水に含まれている汚濁物質の分解化学反
応式を仮定し、この汚濁物質の自由反応エネルギーの変
化量から酸化還元電位を計算で求め、廃水処理用の有用
微生物を培養、増殖するバイオリアクターまたは曝気槽
の酸化還元電位をこの計算で求めた値以上に管理、制御
する事を特徴とする廃水処理に適した有用微生物の迅速
培養、増殖方法である。
と反応の前後で自由エネルギーGに変化が生じることが
知られている。自由エネルギーGは、温度が異なれば異
なった値となるので、基準として0℃、1気圧を標準状
態と定め、標準状態に於ける自由エネルギーをG0 と
する。
、化学反応の酸化還元系の標準電位と(1)式 数1
に示す関係がある。
し、ΔE0 ’:酸化還元系の標準電位F
:ファラデー定数=23.061kcal/volt
equivalent n :1分子当たりの授受される電子数
010】同様に、自由エネルギー変化ΔGについても(
2)式 数2 が成り立つ。
し、ΔE :化学反応を構成している酸化反応と
還元反応の電位差
反応を構成している酸化反応及び還元反応の酸化還元電
位が明らかにされている。
する反応は、この反応に酵素などが関係しているため反
応が非常に複雑であり、この反応を構成している酸化反
応及び還元反応を明確にすることが困難である。このた
め、生物学的反応の自由エネルギー変化量、酸化還元電
位等は、一部の生物学的反応を除いて明確にされていな
い。従って、下水、産業廃水の活性汚泥処理は、そこで
起こっている汚濁物質の生物学的反応が複雑なため自由
エネルギー変化量、酸化還元電位等が不明であり、下水
、産業廃水の活性汚泥処理で曝気槽の酸化還元電位を管
理、制御する場合、酸化還元電位の適性値は、経験的感
あるいは試行錯誤によって決めている。
汚泥及びスラッジより廃水処理用の有用微生物を培養、
増殖する際、生物学的に処理を行おうとする廃水に含ま
れている汚濁物質の分解化学反応式を仮定し、この汚濁
物質の自由反応エネルギーの変化量から酸化還元電位を
計算で求め、廃水処理用の有用微生物を培養、増殖する
バイオリアクターまたは曝気槽の酸化還元電位をこの計
算で求めた値以上に管理、制御する事を特徴とする廃水
処理に適した有用微生物の迅速培養、増殖方法である。
化学物質(汚濁物質に相当する)が好気性微生物により
分解される反応式及びこれを構成している酸化反応、還
元反応を(3)式、(4)式及び(5)式 数3
と仮定した。なお、(5)式が好気性活性汚泥処理の一
般式である。
+ne …(3)(還元反応) n/4O2 +nH+ne=1/2nH2 O
…(4)(3)+(4) Ared−H+n/4O2 =Aox+mCO
2 +1/2nH2 O …(5)但し、Ared−
H:化学物質(汚濁物質)Aox :増殖微
生物
電位を(2)式に代入すると、汚濁物質(Ared−H
)の自由エネルギー変化量は、(6)式 数4 に
なる。
…(6)但し、E’ (3) 、E’ (4)
:(3)、(4)式で示す酸化還元系の標準電位
ることができ、また、ΔGは汚濁物質(Ared−H)
が分かれば文献、成書、論文等から知ることができ、約
+1.229Vであり、(6)式のE’ (3) は計
算で求める事ができる。
泥処理に適用する場合、活性汚泥が酸素を利用して汚濁
物質(Ared−H)を分解するので、この反応が起こ
るバイオリアクター、曝気槽の酸化還元電位は、E’
(3) とE’ (4) の間であると考えられる。
水を処理している活性汚泥処理から廃水処理用の有用微
生物を培養、増殖する場合、汚濁物質(Ared−H)
の自由エネルギー変化量と(6)式のE’ (4) か
らE’(3) を求め、活性汚泥が存在するバイオリア
クター、曝気槽に汚濁物質(Ared−H)を含有した
廃水を供給しながら酸化還元電位をE’ (3) とE
’ (4) の間に管理、制御すれば、汚濁物質(Ar
ed−H)を分解する微生物、活性汚泥を迅速に培養、
増殖することが可能である。
している工程から発生する廃水の処理設備に堆積してい
るスラッジから鉄酸化細菌(Thiobacillus
ferrooxidans)を迅速に培養、増殖し
て、製鉄所の酸洗廃水の生物学的処理を行うため、本発
明の方法を適用した。
第二鉄に酸化する反応を(7)式数5 のように仮定
した。
)(還元反応) O2 +4H+4e=2H2 O …(8)
(7)+(8) 4FeSO4 +2H2 SO4 +O2 =2F
e2 (SO4 )3 +2H2 O
…(9)
の自由エネルギー変化量(Fe2+/Fe3+のΔG0
)は、7〜8kcal/molであることが多くの成
書により明らかにされている。この自由エネルギーの変
化量より、(7)式のE’ (7) は約+770mV
と求められる。
ッジを入れ、硫酸第一鉄を第一鉄イオンとして1000
mg/l含むpH2〜3の廃水を、この曝気槽に処理時
間が8時間になるように供給し、曝気槽の酸化還元電位
(水素電極基準)が+770mVと+1120mVの中
間の約950mV以上に維持できるように下部より曝気
を行った。
7〜10日間程度で、処理水の第一鉄イオンは1mg/
l以下になった。この結果から、鉄酸化細菌の培養、増
殖が約7〜8日間程度で完了したことが明らかになった
。
オンを含むpH2〜3の廃水の処理時間が6時間→4時
間→3時間→2時間となるように、処理時間を約1週間
毎に逐次短縮して第一鉄イオンを含む廃水の連続処理を
行い、廃水中の第一鉄イオンがほぼ100%第二鉄イオ
ンに酸化された。
で、チオ硫酸化合物を酸化できる硫黄酸化細菌の培養、
増殖を行った。まず、硫黄酸化細菌によりチオ硫酸化合
物が酸化される反応式を(10)式、(11)式 数
6 のように仮定した。
+2H+ +4e …(10) 2H2 SO
3 +2H2 O=2SO4 +8H+ +4e
…(11)
は、(10)式が36.9kcal/mol、(11)
式が15.7kcal/molであり、計算で求めた酸
化還元電位は、(10)式が約+400mV、(11)
式が約+170mVとなる。
が存在する曝気槽をpH6〜7に制御しながら、チオ硫
酸化合物を500mg/l(S2 O3 2−)含み、
CODが約250mg/lの廃水を供給し、下部から曝
気を行って、曝気槽の酸化還元電位(水素電極基準)を
+400mV以上に管理、制御した。その結果、上記廃
水を供給し始めてから約7〜10日間程度で処理水にチ
オ硫酸イオンが検出されなくなり、CODが20mg/
l以下になった。この結果から、硫黄酸化細菌の培養、
増殖が約7〜8日間程度で完了したことが明らかになっ
た。
酸イオンを含む廃水の処理時間が6時間→4時間→3時
間→2時間となるように、処理時間を約1週間毎に逐次
短縮してチオ硫酸イオンを含む廃水の連続処理を行い、
廃水中のチオ硫酸イオンを生物学的に除去できた。
硫黄化合物と有機化合物を同時に酸化及び分解除去でき
る廃水処理用の有用微生物の培養、増殖を行った。即ち
、有機化合物として通常の活性汚泥では分解不可能なフ
ェノールスルホン酸(PSA)と、還元性硫黄化合物と
してチオ硫酸化合物を含む廃水の処理が可能な微生物の
培養、増殖を行った。
6kcal/molで、これより酸化還元電位は約+2
90mVと計算された。一方、チオ硫酸化合物のそれは
実施例−2に於いて計算したように約+400mVであ
り、活性汚泥が存在するバイオリアクター又は曝気槽を
+400mV以上に管理、制御し、これらを含む廃水を
供給しながら培養、増殖を行えば、チオ硫酸化合物とP
SAの両方を酸化して分解する微生物の迅速培養、増殖
が可能であると思われた。
が存在する曝気槽をpH5〜8に制御しながらチオ硫酸
化合物を500mg/l(S2 O3 2−)及びPS
Aを約100mg/l含む廃水を供給し、下部から曝気
を行って、曝気槽の酸化還元電位(水素電極基準)を+
400mV以上に管理、制御した。その結果、上記廃水
を供給し始めてから約7〜10日間程度で処理水にチオ
硫酸イオン及びPSAが検出されなくなり、CODが2
0mg/l以下になった。この結果から、チオ硫酸化合
物及びPSAを分解する微生物の培養、増殖が約7〜8
日間程度で完了したことが明らかになった。
酸イオンとPSAを含む廃水の処理時間が6時間→4時
間→3時間→2時間となるように、処理時間を約1週間
毎に逐次短縮してチオ硫酸イオン及びPSAを含む廃水
の連続処理を行い、廃水中のチオ硫酸イオン及びPSA
を生物学的に除去できた。
いる汚濁物を分解する微生物を迅速に培養、増殖するた
め、汚濁物の熱力学的データに基づいて、その化合物の
酸化還元電位を計算し、これを生物学的処理に適用し、
この汚濁物を分解する微生物を下水、産業廃水を処理し
ている活性汚泥から迅速に培養、増殖し、生物学的廃水
処理を行うものである。
水を処理している活性汚泥から廃水処理用の有用微生物
を試行錯誤的に探索していた方法に比べて、有用微生物
を確実にしかも短時間に効率良く培養、増殖することが
できる。
Claims (1)
- 【請求項1】 下水、産業廃水を処理する活性汚泥及
びスラッジより廃水処理用の有用微生物を培養、増殖す
る際、生物学的に処理を行おうとする廃水に含まれてい
る汚濁物質の分解化学反応式を仮定し、この汚濁物質の
自由反応エネルギーの変化量から酸化還元電位を計算で
求め、廃水処理用の有用微生物を培養、増殖するバイオ
リアクターまたは曝気槽の酸化還元電位をこの計算で求
めた値以上に管理、制御する事を特徴とする廃水処理に
適した有用微生物の迅速培養、増殖方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10965991A JP2562386B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 廃水処理に適した有用微生物の迅速培養、増殖方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10965991A JP2562386B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 廃水処理に適した有用微生物の迅速培養、増殖方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317799A true JPH04317799A (ja) | 1992-11-09 |
| JP2562386B2 JP2562386B2 (ja) | 1996-12-11 |
Family
ID=14515903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10965991A Expired - Fee Related JP2562386B2 (ja) | 1991-04-16 | 1991-04-16 | 廃水処理に適した有用微生物の迅速培養、増殖方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2562386B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06206086A (ja) * | 1993-01-08 | 1994-07-26 | Nippon Steel Corp | 排水の生物学的処理方法及び微生物の馴養方法 |
| JPH06210297A (ja) * | 1993-01-20 | 1994-08-02 | Nippon Steel Corp | 生物学的処理方法および微生物の馴養方法 |
| CN105016483A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-04 | 莆田市秀屿区汇海水产养殖专业合作社 | 一种浒苔的防治方法 |
-
1991
- 1991-04-16 JP JP10965991A patent/JP2562386B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06206086A (ja) * | 1993-01-08 | 1994-07-26 | Nippon Steel Corp | 排水の生物学的処理方法及び微生物の馴養方法 |
| JPH06210297A (ja) * | 1993-01-20 | 1994-08-02 | Nippon Steel Corp | 生物学的処理方法および微生物の馴養方法 |
| CN105016483A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-11-04 | 莆田市秀屿区汇海水产养殖专业合作社 | 一种浒苔的防治方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2562386B2 (ja) | 1996-12-11 |
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