報告書番号

V11059

タイトル（和文）

脱硫排水に適用可能な生物学的セレン酸還元装置の開発－運転条件の確立と実排水に対する処理特性の評価－

タイトル（英文）

Development of biological selenate-reducing system for flue-gas desulfurization wastewater treatment - Optimization of the operational conditions for actual FGD wastewater treatment -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

これまでに当所では、セレン酸の還元能力を持つ細菌の分離や、その細菌を連続処理装置に保持する手法について、基礎的な検討を行っている。本報告書は、これらの検討結果を元に、実験室規模（容量150mL）の生物学的セレン酸還元装置を作製して、高速な処理が可能となる運転条件を検討するとともに、実際の脱硫排水に対する処理特性を評価して、以下の結論を得た。１）本装置では、担体には亜セレン酸用吸着剤が付着したロックウールを、有機物源にはエタノールを与える条件が適切であった。２）模擬排水の処理では、滞留時間2時間で1mgSe/Lの流入セレン酸を0.02（±0.02）mgSe/Lまで還元できた。３）実排水の処理では、2種類のうち1種類の排水について、約1mgSe/Lの流入セレン酸を0.02（±0.02）mgSe/Lまで還元できた。４）もう1種類の実排水では、処理の著しい阻害が見られた。原因と予想されたペルオキソ二硫酸イオンを除去することで、約1mgSe/Lの流入セレン酸を0.51（±0.07）mgSe/Lまで還元できた。５）硝酸イオンおよび亜硝酸イオンの存在は、セレン酸の還元能力を低下させた。この悪影響は、有機物供給量の増加によって緩和された。６）長期運転の後（植菌から139日目）であっても、セレン酸還元細菌と近縁な遺伝子が装置内から検出された。以上の結果から、本研究で検討したセレン酸還元装置は、排水の性状に応じた前処理や運転条件との組み合わせによって、実際の脱硫排水に適用可能であった。今後は、個別の排水に応じた運転条件の適正化を図りながら、装置の大型化を目指すことが課題となる。

概要 （英文）

Flue-gas desulfurization (FGD) wastewater in coal-fired thermal power plants may contain selenium oxyanions in the form of soluble selenate and selenite. To remove soluble selenite, physicochemical process has been developed so far. Selenite can be treated easily by using the physicochemical process, while the treatment of selenate (chemical reduction to selenite or elemental selenium) requires a large amount of operating costs. On the other hand, it has been reported that biological process is more effective for the selenate reduction. Although no biological process has been put into practical use in Japan because of the unstable treatment ability of selenite, the combination of the biological selenate reduction (to selenite) and the conventional physicochemical removal of selenite is very attractive method for FGD wastewater treatment. Thus, the purpose of this study is to develop biological selenate-reducing system combined with selenite adsorption. As the first step of the development, an upflow packed column-type reactor filled with attaching carriers for selenate-reducing organisms, Pseudomonas sp. 4C-C, was operated. After the optimization of the operational conditions (ethanol supply as carbon source, application of iron (hydr)oxide-coated rockwool as media), the reactor could stably remove 1 mgSe/L of selenate to below 0.1 mgSe/L for 2 hours (as HRT) for a synthetic wastewater. In the case of the treatment for two actual wastewaters, P and Q, containing 1mgSe/L of selenate, the reactor also could remove selenate to below 0.1 mgSe/L for the wastewater Q, while the treatment ability was almost completely inhibited for the wastewater P. After the removal of the expected-inhibitor (peroxodisulfate) by activated carbon treatment, however, the reactor could remove about a half of the influent selenate. Moreover, the increase in ethanol supply was effective to mitigate another inhibition by nitrate or nitrite to some extent. These results implies that the proposed reactor combined with the appropriate pre-treatment (such as activated carbon treatment for peroxodisulfate removal) can be inexpensive and effective system for the selenate removal from FGD wastewater.

報告者

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