JP2001104989A - セレン酸含有排水処理方法 - Google Patents

セレン酸含有排水処理方法

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JP2001104989A
JP2001104989A JP28433399A JP28433399A JP2001104989A JP 2001104989 A JP2001104989 A JP 2001104989A JP 28433399 A JP28433399 A JP 28433399A JP 28433399 A JP28433399 A JP 28433399A JP 2001104989 A JP2001104989 A JP 2001104989A
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acid
selenic acid
yeast extract
selenate
sulfur
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Katsuji Yoshimi
勝治 吉見
Takeshi Nakamura
中村  剛
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 微生物により高濃度のセレン酸を効率的に除
去する方法を提供する。 【解決手段】 含硫アミノ酸、又はそれを含有する酵母
エキスが存在する条件下で、セレン酸を含有する排水に
微生物を嫌気的に接触させる工程を具備するセレン酸含
有排水処理方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、金属精錬工業排
水、ガラス工業排水、化学工業排水、石炭又は石油燃焼
排ガス処理プロセスからの排水などのセレン酸を含む排
水の処理技術に関する。
【0002】
【従来の技術】セレンは、金属精錬工業排水、ガラス工
業排水、化学工業排水、石炭又は石油燃焼排ガス処理プ
ロセスからの排水等に含まれ、その中に存在するセレン
化合物は生物に対して強い毒性を示す。このため、平成
5年に改正された水質汚濁防止法により、その環境基準
及び排出基準が定められた。従って、セレン化合物の効
率的な除去手段の開発が急務となっている。
【0003】排水に含まれるセレン化合物の内、セレン
酸は亜セレン酸に比べ物理的な除去が困難である。この
セレン酸を微生物を用いて亜セレン酸や元素態セレンに
まで還元し、水系から除去する方法が考えられている。
【0004】しかし、セレン酸は毒性が高く、微生物に
とっても有害であり、セレン酸還元反応そのものや、そ
の他の脱窒などの生物反応が阻害されてしまうことが問
題である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、微生物により高濃度のセレン酸を効率的に除去する
方法を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】発明者らは、鋭意研究の
結果、上記課題を解決するための以下の手段を開発し
た。即ち、含硫アミノ酸、又はそれを含有する酵母エキ
スが存在する条件下で、セレン酸を含有する排水に微生
物を嫌気的に接触させる工程を具備するセレン酸含有排
水処理方法である。
【0007】また、本発明は、発明者らが、高セレン酸
濃度の存在下では処理に用いる微生物の生物反応が阻害
されることに着目し、これを克服するための多くの検討
の末、該阻害は含硫アミノ酸の添加により抑制できるこ
とを発見したことに基づくものである。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、含硫アミノ酸、又はそ
れを含有する酵母エキスが存在する条件下で、セレン酸
を含有する排水に微生物を嫌気的に接触させる工程を具
備するセレン酸含有排水処理方法である。
【0009】一般的に行われているセレン酸含有排水の
処理方法は、セレン酸含有排水と、セレン酸還元菌、又
はこれを含んだ活性汚泥、若しくは通常の汚泥とを、浮
遊法、細胞膜法等の任意の方法で嫌気的に接触させるこ
とにより、排水中のセレン酸を亜セレン酸にまで還元す
る。この際、セレン酸が100mg−Se/L程度含ま
れている場合には、セレン酸の微生物に対する毒性のた
め、その還元は迅速に進行しないことが従来の問題点で
ある。
【0010】しかしながら、本方法を使用した場合に
は、セレン酸が同濃度、即ち、100mg−Se/L程
度で含有される場合であっても、その反応系に、メチオ
ニンやシステイン等の含硫アミノ酸又はこれらの物質を
含む有機物、例えば、酵母エキス、ペプトン、カザミノ
酸等を添加することにより、セレン酸を効率的に還元除
去することが可能となる。
【0011】更にまた、本発明は、従来のセレン酸含有
排水処理方法において、高濃度のセレン酸により生じて
いた微生物の生物反応の低下を、メチオニンやシステイ
ン等の含硫アミノ酸又はこれらの物質を含む有機物、例
えば、酵母エキス、ペプトン、カザミノ酸等を添加する
ことにより抑制することが可能である。これにより、本
発明の方法では、セレン酸含有排水からセレン酸だけで
はなく、更に、硝酸性窒素等を効率よく除去することが
可能である。
【0012】本発明において使用される酵母エキスの濃
度は、0.1から10g/Lでよく、0.5から1.5
g/Lがより好ましく、1.0g/Lが最も好ましい。
また、本発明において使用される含硫アミノ酸の濃度
は、0.01から1.0g/Lでよく、0.02から
0.2g/Lがより好ましく、0.1g/Lが最も好ま
しい。
【0013】後述する本発明の例において、酵母エキス
は1.0g/L、含有アミノ酸は、0.1g/Lの濃度
で、セレン酸還元促進効果を実証しているが、濃度はこ
れに限るものではない。また、これらの物質を組み合わ
せて添加することも可能である。
【0014】本発明の方法において使用する微生物は、
セレン酸と嫌気的に接触することによりセレン酸を還元
することが可能な微生物であれば何れでもよく、例え
ば、アゾアルクス・sp.MA−23(Azoarcus sp. MA
-23)である。アゾアルクス・sp.MA−23は、19
98年10月16日に工学技術院生命工学工業技術研究
所特許微生物寄託センターに受付番号FERM BP−
6549で寄託されている。
【0015】本発明の方法において使用できる含硫アミ
ノ酸は、システイン、メチオニン等であり、好ましくは
システイン、メチオニンである。また、本発明で使用で
きる酵母エキスは、一般的に市販される酵母エキスでよ
い。酵母エキス以外にも、ペプトン、カザミノ酸等、含
硫アミノ酸を含んだ有機物を用いることが可能である。
また、前記各含硫アミノ酸と酵母エキス等を、所望に応
じて組み合わせて使用してもよい。
【0016】本方法に適した嫌気的条件は、一般的に排
水処理で用いられる如何なる嫌気性条件でであってもよ
い。特に、アゾアルクス・sp.MA−23を使用する
場合には、クロム酸、タングステン酸、モリブデン酸等
の重金属イオンが含まれない条件が好ましい。
【0017】本処理方法において使用する微生物に与え
るエネルギー源は、使用する微生物に応じて選択すれば
よい。特に、アゾアルクス・sp.MA−23を使用す
る場合には、酢酸、乳酸、グルタミン酸及びリンゴ酸等
を使用することが可能であり、特に乳酸が好ましい。ま
た、一般的に、該エネルギー源には、セレン酸含有排水
に含まれる有機物が利用できる。
【0018】本発明において処理の対象となるセレン酸
含有排水としては、金属精錬工業排水、ガラス工業排
水、化学工業排水、石炭又は石油燃焼排ガス処理プロセ
スからの排水などが上げられる。
【0019】含硫アミノ酸および/または酵母エキスの
存在下で、微生物をセレン酸を含有する排水に接触する
方法は、当業者に公知の何れの方法をも用いることが可
能である。その例は、浮遊法、生物膜法、及び包括固定
化法等である。該還元により得られた亜セレン酸は、嫌
気性処理工程の後段に凝集沈殿槽を設け、3価の鉄イオ
ン等を添加して沈澱することにより、容易に排水中より
除去することが可能である。
【0020】また、本方法は、一般的な活性汚泥、硝化
汚泥、脱窒汚泥等を利用したセレン酸含有排水処理方法
と併用してもよい。また、本方法は、一般的に行われて
いる全ての嫌気的排水処理方法に適用することが可能で
ある。
【0021】[例] 1.セレン酸還元に対する酵母エキスの影響 50mL容のバイアル瓶に、乳酸ナトリウム10mMを
単一炭素源とする基礎培地を20mL添加し、更に、N
SeOをSeとして100mg/Lとなるように
添加した。ここで、前記基礎培地の組成は表1に示す通
りである。
【0022】
【表1】
【0023】前記バイアル瓶にセレン酸還元菌であるア
ゾアルクス・sp.MA−23(Azoarcus sp. MA-23;
微工研受託登録番号:FERM-BP6549)を、500mg/L
(乾燥重量)の濃度で含む前記基礎培地を200μL添
加し、ブチルゴム栓とアルミキャップで密閉した後、気
相部を10分間窒素ガスで置換した。27℃で静置培養
し、18時間後のセレン酸濃度をイオンクロマトグラフ
ィーを用いて測定し、セレン酸還元率を求めた。
【0024】まず、酵母エキスのセレン酸還元への影響
を検討するために、前記培地中に、酵母エキスを0.1
g/Lと1.0g/Lの濃度で夫々添加した。続いて、
前記の方法により該微生物を培養し、夫々の濃度の酵母
エキスのセレン酸還元率に与える影響を調べた。
【0025】その結果を図1に示す。酵母エキス無添加
群では、セレン酸還元は全く起らなかった。これに対し
て、酵母エキスを添加した場合には、0.1g/L及び
1.0g/Lの両濃度ともにセレン酸の還元が促進され
た。
【0026】この結果から、従来使用される微生物では
処理が不可能であった高濃度のセレン酸であっても、酵
母エキスを添加することにより効率的に還元することが
可能となることが明らかとなった。
【0027】2.セレン酸還元に対する酵母エキスの影
響 上記の方法と同様に、但し、酵母エキスに代わり含硫ア
ミノ酸を添加し、アゾアルクス・sp.MA−23株に
よるセレン酸還元に対するアミノ酸の影響を検討した。
【0028】即ち、50mL容のバイアル瓶に、乳酸ナ
トリウム10mMを単一炭素源とする基礎培地(表1)
を20mL添加し、NaSeOをSeとして100
mg/Lとなるように添加した。
【0029】そこにセレン酸還元菌であるアゾアルクス
・sp.MA−23(Azoarcus sp.MA-23;微工妍受託登
録番号:FERM-BP6549)を500mg/L(乾燥重量)の
濃度で含む前記基礎培地を200μL添加した。次に、
ブチルゴム栓とアルミキャップで密閉した後、気相部を
10分間窒素ガスで置換した。27℃で静置培養し、1
8時間後のセレン酸濃度をイオンクロマトグラフィーを
用いて測定してセレン酸還元率を求めた。
【0030】ここで、前記培地中には、0.1g/Lの
濃度で種々のアミノ酸を添加し、夫々のアミノ酸のセレ
ン酸還元率に与える影響を検討した。
【0031】その結果を図2に示す。図2から明らかで
あるように、0.1g/Lのメチオニン及びシステイン
を添加した場合には、セレン酸の還元率は顕著に増加し
た。それに対して、他のアミノ酸では同様な効果は得ら
れなかった。
【0032】以上の結果から、従来使用される微生物で
は処理が不可能であった高濃度のセレン酸であっても、
メチオニンやシステイン等の含硫アミノ酸を添加するこ
とにより効率的に還元することが可能となることが明ら
かとなった。
【0033】3.硝酸性窒素還元に対するセレン酸の毒
性に含硫アミノ酸及び酵母エキスの与える影響活性汚泥
による硝酸性窒素還元に対するセレン酸の毒性に対し、
含硫アミノ酸及び酵母エキスの与える影響について調べ
た。
【0034】即ち、50mL容のバイアル瓶に、乳酸ナ
トリウム10mMを単一炭素源とする基礎培地(表1)
を20mL添加し、NaNOをNとして100mg/
Lとなるように添加し、適宜NaSeOをSeとして
100mg/Lとなるように添加した。
【0035】そこに活性汚泥(MLSS=3000mg
/L)1mLを添加した。次に、ブチルゴム栓とアルミ
キャップで密閉した後、気相部を10分間窒素ガスで置
換した。27℃で静置培養し、48時間後の硝酸性窒素
濃度をイオンクロマトグラフィーを用いて測定して硝酸
性窒素還元率を求めた。
【0036】ここで、前記培地中には、0.1g/Lの
濃度でメチオニン、システインを、1.0g/Lの濃度
で酵母エキスを添加し、それぞれの物質が硝酸性窒素還
元率に与える影響を検討した。
【0037】その結果を図3に示す。図3から明らかで
あるように、メチオニン、システイン、酵母エキス無添
加の系では、セレン酸の共存により硝酸性窒素の還元が
強く阻害された。それに対し、これらの物質を添加した
系では、セレン酸による硝酸性窒素の還元阻害は認めら
れず、迅速に硝酸性窒素は還元された。
【0038】以上の結果から、含硫アミノ酸、又は酵母
エキスを存在させることにより、高セレン酸による微生
物の生物反応の阻害を抑制することが可能である。これ
により、セレン酸以外にも、硝酸性窒素等を効率よく除
去することが可能である。
【0039】
【発明の効果】本発明の方法を用いることにより、即
ち、セレン酸還元において、メチオニン若しくはシステ
イン等の含硫アミノ酸、又は酵母エキスを存在させるこ
とにより、従来の微生物では処理が不可能であった高濃
度のセレン酸をも、効率的に還元することが可能であ
る。
【0040】また、本発明の方法を用いることにより、
即ち、メチオニン若しくはシステイン等の含硫アミノ
酸、又は酵母エキスを存在させることにより、高セレン
酸による微生物の生物反応の阻害を抑制することが可能
であり、これにより、セレン酸以外の物質、硝酸性窒素
等を効率よく除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 微生物によるセレン酸還元に対する酵母エキ
スの効果を示すグラフ。
【図2】 微生物によるセレン酸還元に対するアミノ酸
の効果を示すグラフ。
【図3】 セレン酸毒性による微生物における硝酸性窒
素還元に対する影響に対する含硫アミノ酸及び酵母エキ
スの効果を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C12N 1/38 C12N 1/38

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 酵母エキスが存在する条件下で、セレン
    酸を含有する排水に微生物を嫌気的に接触させる工程を
    具備するセレン酸含有排水処理方法。
  2. 【請求項2】 含硫アミノ酸が存在する条件下で、セレ
    ン酸を含有する排水に微生物を嫌気的に接触させる工程
    を具備するセレン酸含有排水処理方法。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載のセレン酸含有排水処理
    方法であって、前記含硫アミノ酸が、メチオニン又はシ
    ステインである処理方法。
  4. 【請求項4】 酵母エキス又は含硫アミノ酸の少なくと
    も一方の存在下で、微生物と被処理排水とを接触させる
    工程により前記微生物の生物反応を活性化する方法。
  5. 【請求項5】 請求項1から4の何れか1項に記載の方
    法であって、前記微生物がアゾアルクス・sp.MA−
    23である方法。
JP28433399A 1999-10-05 1999-10-05 セレン酸含有排水処理方法 Withdrawn JP2001104989A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1312062C (zh) * 2001-08-09 2007-04-25 黄斌夫 城市水域治污及废气净化的方法
CN105084657A (zh) * 2015-08-10 2015-11-25 蓝星(北京)技术中心有限公司 蛋氨酸生产废水的生化处理方法
US9791107B2 (en) 2011-07-27 2017-10-17 Agilent Technologies, Inc. Packet-wise proportioning followed by immediate longitudinal mixing

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Effective date: 20061205