(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硫酸塩還元菌が存在する水系にアントラキノン化合物を添加することにより硫酸塩還元菌による硫化物生成を抑制する方法において、アントラキノン化合物をあらかじめ工場排水又は都市下水の処理設備で得られる余剰汚泥と接触処理した後に、当該余剰汚泥とともに、硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している水系（但し、余剰汚泥を除く）に添加することを特徴とする硫化物生成の抑制方法。
【請求項２】
硫酸塩還元菌が存在する水系にアントラキノン化合物を添加することにより硫酸塩還元菌による硫化物生成を抑制する方法において、アントラキノン化合物をあらかじめ工場排水又は都市下水の処理設備で得られる余剰汚泥であって硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成していないものと接触処理した後に、当該余剰汚泥とともに、硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している水系に添加することを特徴とする硫化物生成の抑制方法。
【請求項３】
硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している水系が、工場排水又は都市下水の処理設備で得られる初沈槽引抜き汚泥である、請求項１又は２に記載の硫化物生成の抑制方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、工場排水や都市下水の下水処理設備における、硫酸塩還元菌による硫化水素の発生を抑制する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
都市下水関係の下水管路施設や処理設備、或いは工場排水の処理設備では、これらの施設を構成するコンクリートや金属材料の腐食問題が報告されている。その主な原因として、硫酸塩還元菌による硫化水素の生成が挙げられている。すなわち、水系内に存在する硫酸塩還元菌が、嫌気性雰囲気下、硫酸イオンを還元して硫化物を生成し、この硫化物が硫化水素として気相に排出され、コンクリートや金属材料の表面において、硫黄酸化細菌の作用により硫酸となり、コンクリートや金属材料が腐食することが報告されている。また、硫化水素は有毒ガスであり、極めて不快な臭気を伴うことから、これが大気中に放出されることは環境衛生上好ましくない。
【０００３】
このような硫酸塩還元菌による腐食や悪臭等のトラブルを抑制する方法として、アントラキノン等のアントラキノン化合物を添加する方法（特表平５−５０６６５８号、特開平６−２７９２０７）が公開されている。この方法の作用は、都市下水の管路やビルピット等の硫酸塩還元菌による硫化物が生成する場所にアントラキノン化合物を添加することにより、硫酸塩還元菌の活動を抑制して、硫化物の生成を抑制するものである。下水管路やビルピット内壁のバイオフィルム中に存在する硫酸塩還元菌に対しては、一度アントラキノン化合物を添加すれば、数週間にわたってその活動を抑制して、硫化物の生成を抑制することができるとされている。（第３２回下水道研究発表会講演集９６５頁，１９９５年）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明者らは、下水処理設備において、アントラキノン化合物の硫化物生成の抑制効果を検討したが、抑制効果の発現まで、数時間から数日を要し速やかに硫化物の生成を抑えることができなかった。本発明が解決しようとする課題は、このような下水処理設備等における硫化物生成を速やかに抑制するためのアントラキノン等のアントラキノン化合物の効率的な添加方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、この課題を解決するために、アントラキノン化合物による硫化物生成の抑制効果の発現機構について鋭意検討した結果、抑制効果の発現までに時間を要するのは、対象とする系に添加されたアントラキノン化合物が一旦何らかの生化学的な作用を受けることにより化学的に変化した後に硫酸塩還元菌に作用して硫化物の生成を抑制するとの仮説を考えた。そして、あらかじめアントラキノン化合物を汚泥や汚水等に接触させた後に、硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している水系に添加すれば、硫化物の生成を速やかに抑制できることを見いだし、本発明を完成させた。
【０００６】
即ち、本発明は、硫酸塩還元菌が存在する水系にアントラキノン化合物を添加することにより硫酸塩還元菌による硫化物生成を抑制する方法において、アントラキノン化合物をあらかじめ汚泥又は汚水と接触処理した後に硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している水系に添加することを特徴とする硫化物生成の抑制方法に存する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で対象とする「硫酸塩還元菌」とは、文字通り硫酸塩を還元する能力を有するものであればその属や種を問わない。例えば、用水と廃水，第３１巻第４号，２９４〜３０５頁（１９８９）に記載されているものを対象とすることができる。代表的な菌種としては、デスルホビブリオ  デスルフリカンス（Ｄｅｓｕｌｆｏｖｉｂｒｉｏ  ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｃａｎｓ）等のデスルホビブリオ属、デスルホバクター  ポストガテイ（Ｄｅｓｕｌｆｏｂａｃｔｅｒ  ｐｏｓｔｇａｔｅｉ）等のデスルホバクター属、その他、デスルホブルブス属、デスルホコッカス属、デスルホネマ属、デスルホサルシナ属、デスルホモナス属、デスルホトマクルム属等に属する菌種が挙げられる。
【０００８】
本発明の対象とされる硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している水系とは、硫酸塩還元菌が存在する水系であり、具体的には、都市の下水管路や下水処理場等の下水処理設備内の下水並びに汚泥及び各種工場の排水等である。この汚泥としては、例えば、下水処理場における初沈槽引抜き汚泥、濃縮汚泥、余剰汚泥等の汚泥があげられる。また、これらの下水や汚泥に限らず、嫌気性雰囲気下で硫酸塩還元菌が硫酸塩を還元し、硫化物を生成している水系、或いは、嫌気性雰囲気への移行や硫酸塩の混入により硫化物の生成の恐れがある各種の水系も対象としている。
【０００９】
本発明において、アントラキノン化合物としては、アントラキノン及びアントラハイドロキノン、これらのアルキル置換体又は水素化物があげられる。具体的には、アントラキノン、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ジヒドロアントラキノン、１，４−ジヒドロアントラヒドロキノン、９，１０−ジヒドロキシアントラセン（アントラヒドロキノン）等が挙げられる。
【００１０】
これらのアントラキノン化合物の使用の形態としては、一般には、各種の界面活性剤を添加したアントラキノン化合物の水性スラリーがあげられる。具体的には、２．５μｍ以下、好ましくは２μｍ以下という、特定の粒径以下の微粒子状のアントラキノン化合物の水性スラリーがあげられる。この水性スラリーのアントラキノン化合物の濃度としては通常５０重量％以下のものが使われる。或いは粉末状のもの、顆粒或いはペレット等に成形したものであっても、分散性等の面で支障ない限りにおいて使用することができる。
【００１１】
本発明においては、アントラキノン化合物をあらかじめ、汚泥又は汚水に接触させた後に、硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している水系に添加する。この接触処理に用いる汚泥又は汚水としては、上記の下水処理場における初沈槽引抜き汚泥、濃縮汚泥、余剰汚泥等の汚泥又はこれらの上澄み水があげられる。なお、汚泥又は汚水として、硫酸塩還元菌の作用により硫化物が生成している汚泥や汚水であってもよい。このような場合には、アントラキノン化合物の接触処理の過程では、硫化物の生成を一部しか抑制できない場合もあるが、その後の処理の過程において最終的に抑制できるので、本発明の実施にあたっては支障がない。
【００１２】
この接触処理におけるアントラキノン化合物の濃度は、汚泥や汚水中の菌体系のバランスに対して大きな影響を与えない限度において決められる。具体的には、汚泥に対して１ｍｇ／リットル以上１０ｇ／リットル以下、好ましくは０．１ｇ／リットル以上５ｇ／リットル以下である。接触処理としては、これら汚泥又は汚水とアントラキノン化合物を混合するのが簡便であるが、より効果的に行うには、添加後攪拌等により充分に混合するのが望ましい。また、これら汚泥等から得られる菌体を担持した担持物を保持した充填塔や槽にアントラキノン化合物を添加した汚水等を流通させてもよい。
【００１３】
接触処理の時間としては、通常、半日から１日程度接触させるのが望ましいが、攪拌等により充分混合されるような場合や、後に述べるタンパク分解成分の添加或いはｐＨ調整により接触処理の時間を短縮することができる。
【００１４】
汚泥又は汚水との接触により、アントラキノン化合物は、汚泥又は汚水中に存在するある種の菌体により生化学的な作用を受けて化学的に変化しているものと思われる。具体的には、該汚泥又は汚水の酸化還元電位を測定すると、その酸化還元電位が、アントラキノン化合物の酸化還元電位付近まで低下することから、アントラキノン化合物の少なくとも一部は対応するアントラヒドロキノン化合物に還元されているものと思われる。言い換えるならば、接触処理に用いる汚泥又は汚水としては、このような作用を有する汚泥又は汚水であれば使用することができる。
【００１５】
また、本発明において、この接触処理を効果的に行うためにタンパク分解物を添加してもよい。このタンパク分解物とは、タンパク質をアルカリ、酸又は酵素により加水分解した変成タンパク質を言い、通常、プロテース、ペプトン等が挙げられるが、いわゆる大豆タンパクでも同じ効果が得られるので、本発明においては、タンパク分解成分に大豆タンパクも含める。これらのタンパク分解物の添加量は、１〜１００００ｍｇ／リットル、好ましくは１００〜１０００ｍｇ／リットルである。
【００１６】
さらに、この前処理を効果的に行うために、アントラキノン化合物を接触させるときの汚泥又は汚水のｐＨを７〜９の範囲に調整してもよい。このｐＨの調整や上記のタンパク分解成分の添加により、接触処理に要する時間、即ち、酸化還元電位の低下に要する時間が短縮される。
【００１７】
本発明においては、このような接触処理をうけたアントラキノン化合物を、汚泥又は汚水とともに、硫化物の生成している水系に添加し硫化物の生成を抑制する。このときのアントラキノン化合物の添加量は、対象とする水系の硫酸塩還元菌の菌体数が少ない水系、例えば下水等に対しては０．１ｍｇ／リットル以上、好ましくは０．５〜５０ｍｇ／リットル、汚泥等硫酸塩還元菌の菌体数が多い水系に対しては１ｍｇ／リットル以上、好ましくは５０〜１００ｍｇ／リットルに相当する量であればよい。
【００１８】
【作用】
本発明の汚泥又は汚水と接触処理の作用は明確ではないが、汚泥又は汚水と接触処理を受けたアントラキノン化合物は生化学的な作用により化学的に変化して少なくとも一部は対応するアントラハイドロキノン化合物に変化していると思われる。そして、アントラキノン化合物が還元されることにより、アントラキノン化合物が硫酸塩還元菌の菌体内に速やかに吸収され、硫酸塩還元菌の活動を抑制し、硫化物の生成が速やかに抑制されるものと推定している。
汚泥又は汚水中に存在するある種の菌体の作用で添加したアントラキノン化合物の還元が進行していると推測されることから、添加したタンパク分解成分は、化学的な意味での還元性化合物でなく、生物学的な意味での還元性化合物として作用していると考えられる。
【００１９】
【実施例】
次に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明は本実施例によって限定されるものではない。
【００２０】
「汚泥中の溶存硫化物の分析方法」
ａ）下水処理設備より採取した汚泥３０ｍｌを、遠心沈降管（ポリプロピレン製５０ｍｌ）に入れ密栓した後、遠心沈降機（３，０００ｒ．ｐ．ｍ．、５分）で浮遊分を沈降させる。
ｂ）この上澄み液の０．２〜１０ｍｌを、ピペットを使用して採取し、ヘドロテック−Ｓ分析管（株式会社ガステック製、検知管により硫化物の絶対量を測定する装置）に入れる。
ｃ）この分析管に濃硫酸１〜２ｍｌを加え、生成した硫化水素を検知管により測定する。
【００２１】
「酸化還元電位（ＯＲＰ）及びｐＨの測定」
酸化還元電位（ＯＲＰともいう）の測定は、横河電気製ＯＲＰ計（ｍｏｄｅｌＰＨ８２）を用い、電極には白金電極、参照電極には銀−塩化銀電極を用いて測定し、値は標準水素電極基準値に換算して示した。ｐＨの測定は、横河電気製ｐＨ計（ｍｏｄｅｌ  ＰＨ８２）を用いた。
【００２２】
「実施例１」
下水処理場の余剰汚泥にアントラキノンとして１．０ｇ／リットルになるようにアントラキノンの５０％水スラリーを添加して１日間攪拌処理した汚泥０．１リットルを、硫化物が生成している汚泥（下水処理場から入手した初沈槽引抜き汚泥）０．９リットルに添加し、さらに硫酸イオンとして５００ｍｇ相当の硫酸ナトリウムを添加して硫化物の生成量を調べ、結果を表１に示した。
【００２３】
「比較例１」
硫化物が生成している汚泥（下水処理場から入手した初沈槽引抜き汚泥）１リットルにアントラキノンとして０．１ｇ／リットルになるようにアントラキノンの水スラリーを添加し、さらに硫酸イオンとして５００ｍｇ相当の硫酸ナトリウムを添加して硫化物の生成量を調べ、結果を表１に示した。
【００２４】
「比較例２」
硫化物が生成している汚泥（下水処理場から入手した初沈槽引抜き汚泥）１リットルに、アントラキノンを添加しないで硫酸イオンとして５００ｍｇ相当の硫酸ナトリウムを添加して硫化物の生成量を調べ、結果を表１に示した。
【００２５】
【表１】
0004151056.tif 000002
【００２６】
【発明の効果】
アントラキノン化合物の添加による硫化物の生成を抑制する方法において、アントラキノン化合物をあらかじめ汚泥又は汚水等に接触させることにより、硫化物生成を速やかに抑制できる。