下水汚泥焼却灰からの重金属類のクローズド型バイオリーチングシステムの開発

污水污泥焚烧灰重金属封闭式生物浸出系统的研制

基本信息

批准号：
12750490
负责人：
伊藤歩
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-12750490/
关键词：
下水汚泥焼却灰重金属バイオリーチング硫黄酸化細菌

项目摘要

本研究では、下水処理場から生じる汚泥焼却灰の安全性を高め、再資源化を促進するために、焼却灰に含まれる重金属類の除去・回収システムの開発を目的とし、栄養塩類を含む下水二次処理水、並びに汚泥消化ガスの脱硫廃棄物を用いた硫黄酸化細菌による焼却灰の生物学的酸性化とそれに伴う重金属類のリーチングについて実験的に検討を行った。以下に本研究から得られた結果を示す。(1)元素硫黄を基質とし、蒸留水、硫黄酸化細菌の合成培地及び下水処理水のそれぞれを溶媒として下水汚泥から分離した硫黄酸化細菌を用いた焼却灰の生物学的酸性化を回分実験により検討した結果、下水処理水は硫黄酸化細菌の栄養塩源として利用でき、元素硫黄濃度が10g/l、焼却灰の濃度が20g/lの場合、下水汚泥から分離した硫黄酸化細菌の利用により焼却灰のpHを6前後から1以下に低下できることが分かった。(2)硫黄酸化細菌の基質としての脱硫廃棄物の利用可能性を検討した。その結果、乾式及び湿式の脱硫廃棄物は、硫黄酸化細菌の基質として利用できることが分かった。特に、湿式の脱硫廃棄物を用いた場合では、焼却灰濃度が20g/l、廃棄物濃度が10g/lの時、硫黄酸化細菌の利用により焼却灰のpHが1.5まで低下し、市販の硫酸を用いた場合と同程度の重金属溶出率が得られた。(3)湿式脱硫廃棄物と下水二次処理水を用いた下水汚泥焼却灰からの重金属の溶出に及ぼす灰滞留時間の影響について滞留時間を4、10、20及び30日にそれぞれ設定して半連続実験を行った。その結果、各滞留時問でのpHは、4日で2前後、10日以上で1程度に維持することができた。焼却灰からの重金属の溶出は、10日の滞留時間で十分であることが分かった。以上の結果より、下水処理場から入手可能な硫黄酸化細菌、下水二次処理水及び脱硫廃棄物を組み合わせて利用することにより、下水汚泥焼却灰から重金属類を効率的かつ経済的に除去できる可能性が示された。

本研究旨在提高污水处理厂污泥焚烧灰的安全性并促进其资源化，开发一种去除和回收焚烧灰中重金属的系统。使用二级处理水和污泥消化气体脱硫废物，对硫氧化细菌的作用以及相关的重金属浸出进行了实验研究。本研究的结果如下所示。 (1)以元素硫为底物，以蒸馏水为硫氧化菌合成培养基，以处理污水为溶剂，从污水污泥中分离出硫氧化菌，对焚烧灰进行生物酸化，通过批量实验得出结果。考虑到污水处理后的水为可作为硫氧化菌的营养源，当单质硫浓度为10克/升，焚烧灰浓度为20克/升时，焚烧灰pH值可从6左右降至1。通过使用从污水污泥中分离出的硫氧化细菌，发现可以将其降低至以下。 (2)探讨了利用脱硫废物作为硫氧化菌底物的可能性。结果发现，干法脱硫废物和湿法脱硫废物都可以作为硫氧化细菌的底物。特别是采用湿法脱硫废物时，当焚烧灰浓度为20g/l，废物浓度为10g/l时，由于硫氧化菌的使用，焚烧灰的pH降至1.5，市售的获得了与使用该方法时获得的重金属洗脱率相当的重金属洗脱率。 (3)关于灰渣停留时间对湿法脱硫废水和二级污水处理水污泥焚烧灰中重金属洗脱的影响，停留时间分别设置为4、10、20和30 d连续。进行了实验。结果，每个停留时间的pH在4天后可以维持在2左右，在10天内可以维持在1左右。结果发现，10天的停留时间足以从焚烧灰中洗脱重金属。从以上结果可以看出，通过使用硫氧化细菌、二级处理污水和污水处理厂脱硫废物的组合，可以有效、经济地去除污水污泥焚烧灰中的重金属。