CN104937119A - 金属浓缩方法和金属回收方法、以及金属浓缩装置和金属回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在能够简便、高效地浓缩含金属离子溶液中的金属，使以高回收效率从含该金属离子的溶液中回收该金属成为可能。本发明的金属浓缩方法或金属回收方法包含下列工序：使微生物和电子供体B作用于含金属离子的溶液W0，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，得到含捕集有金属微粒的微生物的溶液W1的还原捕集工序；利用过滤膜浓缩所述溶液W1得到浓缩液W2的浓缩工序；将浓缩液W2送回至工序(1)进行循环的送回工序。另外，本发明的金属浓缩装置或金属回收装置具有存积溶液W1的存积部2、利用过滤膜浓缩从存积部2转移来的溶液W1的浓缩部3、和将浓缩部3中浓缩后的浓缩液W2送回至存积部2的送回部4。

Description

金属浓缩方法和金属回收方法、以及金属浓缩装置和金属回收装置
技术领域
本发明涉及金属浓缩方法和金属回收方法、以及金属浓缩装置和金属回收装置。
本申请主张基于2013年1月21日在日本提交的第2013-008537号专利申请的优先权，在本文中引用其内容。
背景技术
除为了满足法律规定的水质标准外，也为了实现资源的再利用，普遍进行着从工业废水或粗提取液等含有金属的溶液中回收金属的事情。但是，利用一般方法从含金属离子溶液中回收金属，能耗高、环境负荷大。尤其是基于经济方面的原因一般不从含有低浓度的回收对象金属的含金属离子溶液中回收金属。对于上述问题，存在使用微生物来进行的从含金属离子溶液中有效回收金属的方法。使用微生物从含金属离子溶液中回收金属的方法可以举出例如，下述方法(i)～(ⅲ)。
(i)使施万氏菌属(Shewanella algae)等铁还原细菌在含金属离子溶液中作用，该铁还原细菌可在将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到铁还原细菌内，或者直接将金属离子吸附到铁还原细菌上，通过回收捕集有金属微粒或吸附有金属离子的铁还原细菌来回收金属的方法(例如，专利文献1、2)。
(ⅱ)使铁氧化细菌作用于含有2价铁离子的溶液将该2价铁离子氧化为3价铁离子，调节该溶液的pH形成氢氧化铁(Ⅲ)，通过固液分离回收铁的方法(专利文献3)。
(ⅲ)向含有Cu、Zn、Ni、Mg等金属杂质的胶态二氧化硅中加入施万氏属细菌，仅该含杂质金属被捕集到施万氏属细菌内，通过回收捕集有该金属的施万氏属细菌、分离胶态二氧化硅与该含杂质物的方法(专利文献4)。
但是，在方法(i)中，为了提高回收效率需要加入大量作用于金属离子的微生物从而提高金属离子和微生物的接触效率，而大量使用微生物使得成本提高。因此，难以以低成本、高回收效率连续地从含金属离子溶液中回收金属。尤其是在利用微生物将水中含有的低浓度的金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到铁还原细菌内，或者直接将金属离子吸附到铁还原细菌上的情况中，为了提高回收效率，在捕集金属微粒或吸附金属离子时提高微生物浓度的方法是必需的。另外，在方法(ⅱ)中，由于溶液的pH的调节变得复杂，因而操作很繁琐。
在方法(ⅲ)中，存在1天以上的将微生物与金属结合的工序、添加杀菌剂的工序、以及通过添加碱来调节pH的工序，工序繁琐且需要的时间长。另外，在回收操作中，在获得含有施万氏菌属细菌的菌群之后需要强烈搅拌，而且即使如此金属的回收率也不高。(特别参考专利文献4的实施例)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-113116号公报
专利文献2：日本特开2010-162442号公报
专利文献3：日本特开2005-238181号公报
专利文献4：日本特开2005-298276号公报
发明内容
发明要解决的问题
对于从含有工业上有用的金属资源的溶液中回收金属的方法，如上所述，对多种方法进行讨论，发现这些方法存在回收效率低、为了提高回收效率，又会存在工序繁琐、导致成本提高等问题。本发明旨在解决这些过去存在的问题。
解决问题的方法
本发明提供可以简便、高效地浓缩含金属离子溶液中的金属，并可以高回收率从含该金属离子溶液中回收金属的金属浓缩方法和金属回收方法，以及金属浓缩装置和金属回收装置。
即，本发明具有下述内容。
1.含金属离子的溶液中的金属浓缩方法，其包含下述工序(1)～(3)。
(1)还原捕集工序：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，获得包含捕集到金属微粒的微生物的溶液。
(2)浓缩工序：利用过滤膜浓缩上述包含捕集到上述金属微粒的微生物的溶液从而得到浓缩液。
(3)送回工序：将上述浓缩液送回至上述工序(1)中进行循环。
2.如1所述的金属浓缩方法，上述金属离子是选自Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru和Os中的至少一种元素的离子。
3.如1或2所述的金属浓缩方法，在上述工序(1)中，微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液时，使由金属离子还原得到的金属共存于所述溶液中。
4.如1～3中任一项所述的金属浓缩方法，上述电子供体是碳原子数为1～7的有机物。
5.如1～4中任一项所述的金属浓缩方法，上述电子供体是碳原子数为1～3的脂肪族羧酸及其盐中的至少一种或两种。
6.如1～5中任一项所述的金属浓缩方法，上述电子供体为甲酸及其盐中的至少一种或两种。
7.如1～6中任一项所述的金属浓缩方法，上述微生物为铁还原细菌。
8.如7所述的金属浓缩方法，上述铁还原细菌为施万氏菌属(Shewanella)的细菌。
9.如8所述的金属浓缩方法，上述施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanellaalgae)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis)。
10.如1～9中任一项所述的金属浓缩方法，上述过滤膜的平均孔径为0.01～1.0μm。
11.金属回收方法，是将通过1～10中任一项所述的金属浓缩方法获得的、上述捕集有金属微粒的微生物进行回收的方法，还包含下述工序(4)。
(4)回收工序：回收含有上述捕集有金属微粒的微生物的溶液以使菌体浓度为1.0×1017个细胞/m3以下。
12.含金属离子的溶液中的金属回收方法，其包含下述工序(1’)～(4’)。
(1’)捕集工序：使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物上，获得包含捕集有该金属离子的微生物的溶液。
(2’)浓缩工序：利用过滤膜浓缩上述包含捕集到金属离子的微生物的溶液，得到浓缩液。
(3’)送回工序：将上述浓缩液送回至上述工序(1’)中进行循环。
(4’)回收工序：回收含有上述捕集有金属微粒的微生物的溶液以使菌体浓度为1.0×1017个细胞/m3以下。
13.如12所述的金属回收方法，上述金属离子为选自Ga、In、Zn、Sn以及镧系元素中至少一种元素的离子。
14.如12或13所述的金属回收方法，上述微生物为铁还原细菌。
15.如14所述的金属回收方法，上述铁还原细菌为施万氏菌属(Shewanella)的细菌。
16.如15所述的金属回收方法，上述施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanellaalgae)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis)。
17.如12～16中任一项所述的金属浓缩方法，上述过滤膜的平均孔径为0.01～1.0μm。
18.具有下述(a)～(c)的金属浓缩装置。
(a)存积部：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内，或者使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物上，存积包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液；
(b)浓缩部：利用过滤膜浓缩由上述存积部转移来的上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液。
(c)送回部，用于将在上述浓缩部浓缩的浓缩液送回至上述存积部。
19.如18所述的金属浓缩装置，还具有下述(e)。
(e)测定部：测定来自于上述浓缩部的上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液的菌体浓度。
20.金属回收装置，其具有上述(a)～(c)以及下述(d)。
(d)回收部：从上述存积部以及浓缩部中的至少一个或两个中，回收上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液。
21.如20所述的金属回收装置，还具有下述(e)。
(e)测定部：测定来自于上述浓缩部的上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液的菌体浓度。
另外，本发明也具有下述内容。
<1>金属回收方法，其为从含金属离子的溶液中回收特定金属的金属回收方法，使微生物作用于上述含金属离子的溶液，利用微生物将该金属离子还原成金属微粒的同时，将金属微粒捕集到该微生物内，将包含捕集有该金属微粒的微生物的溶液转移到浓缩槽中利用过滤膜进行过滤和浓缩，连续地回收包含捕集有金属微粒的浓缩液。
<2>金属回收方法，其为从含金属离子的溶液中回收特定金属的金属回收方法，使微生物作用于上述含金属离子的溶液，直接将该金属离子吸附到该微生物上，将包含吸附有该金属离子的微生物的溶液转移到浓缩槽中利用过滤膜进行过滤和浓缩，连续地回收包含吸附有该金属离子的微生物的浓缩液。
<3>如<1>或<2>所述的金属回收方法，上述微生物为铁还原细菌。
<4>如<3>所述的金属回收方法，上述铁还原细菌为施万氏属的细菌。
<5>如<4>所述的金属回收方法，上述施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanellaalgae)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis)。
<6>如<1>所述的金属回收方法，上述金属离子为选自Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru和Os元素中的至少一种元素的离子。
<7>如<2>所述的金属回收方法，上述金属离子为选自Ga、In、Zn、Sn以及镧系元素中至少一种元素的离子。
<8>金属回收装置，其具有：
浓缩槽：用于使微生物作用于上述含金属离子的溶液，利用微生物将该金属离子还原成金属微粒的同时，将金属微粒捕集到该微生物内，或将包含吸附有金属离子的微生物的溶液转移，并利用过滤膜浓缩该溶液中的捕集有金属微粒或吸附有金属离子的微生物；
以及回收部：用于从上述浓缩槽中连续地回收将上述捕集有金属微粒或吸附有金属离子的微生物浓缩后的浓缩液。
<9>如<8>所述的金属回收装置，还具有使微生物作用于含金属离子的溶液的反应槽。
<10>如<8>或<9>所述的金属回收装置，上述过滤膜安装在设置于浓缩槽的循环线上。
<11>如<9>或<10>所述的金属回收装置，在上述反应槽以及上述反应槽的前段中的至少一个上设置有用于除去溶液中的氧的气体除去装置。
发明的效果
根据本发明的金属浓缩方法或者金属回收方法，能够简便、高效地浓缩含金属离子的溶液中的金属，由此可以高效地回收该金属。
使用本发明的金属浓缩装置或金属回收装置，能够简便、高效地浓缩含金属离子的溶液中的金属，由此可以高效地回收该金属。
附图说明
图1：表示本发明的金属回收装置的一例的概略结构图。
图2：表示本发明的金属回收装置的一例的概略结构图。
符号说明
1、1’金属回收装置
2 存积部
3 浓缩部
4 送回部
5 测定部
6 供给部
10 反应液存积槽
10’ 反应槽
12 浓缩槽
14 膜组件
16 回收部
18 过滤水存积槽
具体实施方式
<金属浓缩装置或金属回收装置>
本发明的金属浓缩装置，具有下述(a)～(c)。
(a)存积部：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，或者使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物上，存积包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液；
(b)浓缩部：利用过滤膜浓缩由上述存积部转移来的上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液。
(c)送回部：用于将在上述浓缩部浓缩的浓缩液送回至上述存积部。
另外，本发明的金属回收装置，除上述(a)～(c)之外，还具有下述(d)。
(d)回收部：从上述存积部以及浓缩部中的至少一个或两个中，回收上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液。
在本发明中，不含回收部(d)的装置为金属浓缩装置，含有回收部(d)的装置为金属回收装置。即包含将含有微生物的溶液提取到体系外的回收部的装置为金属回收装置。
本发明的金属浓缩装置或金属回收装置，也可以具有下述(a0)以及(e)中的一个或两个。
(a0)供给部：向上述存积部提供含上述金属离子的溶液和微生物，或者含上述金属离子的溶液、微生物以及电子供体。
(e)测定部：测定来自于上述浓缩部的上述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液的菌体浓度。
以下，通过图示对本发明的金属回收装置的一例进行说明。
本实施方式的金属回收装置1具有存积部2、浓缩部3、送回部4、回收部16、测定部5和供给部6。
在本实施例的金属回收装置1中，存积部2具有反应液存积槽10和搅拌翼10a。浓缩部3具有具备过滤膜的膜组件14。存积部2的反应液存积槽10与浓缩部3的膜组件14通过管56连接。送回部4具有一端与膜组件14连接、另一端与反应液存积槽10连接的管58。存积部2的反应液存积槽10与回收部16通过管44连接。供给部6具有含金属离子的溶液的存积槽20、菌液存积槽22、和电子供体存积槽24。存积部2的反应液存积槽10与含金属离子的溶液的存积槽20通过管50连接。存积部2的反应液存积槽10与菌液存积槽22通过管52连接。存积部2的反应液存积槽10与电子供体存积槽24通过管54连接。
另外，本实施例的金属回收装置1，具有过滤水存积槽18，膜组件14和过滤水存积槽18通过中间设置有过滤泵48的管46连接。
[(a)存积部]
通过管50从含金属离子的溶液的存积槽20向存积部2的反应液存积槽10中提供含金属离子的溶液W0，通过管52从菌液存积槽22提供菌液A0。在将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到微生物内的情况中，通过管54从电子供体存积槽24提供电子供体B。
在反应液存积槽10中，提供的含金属离子的溶液W0、菌液A0、以及电子供体B，利用搅拌翼搅拌混合。在同时提供含金属离子的溶液W0、菌液A0、以及电子供体B的情况中，含金属离子的溶液W0中的金属离子被还原为金属微粒的同时，该金属微粒被捕集到微生物中。在不提供电子供体B的情况中，通过直接将含金属离子的溶液W0中的金属离子吸附到微生物上来进行捕集。由此，得到含有捕集有金属微粒的微生物(以下，称为金属微粒捕集微生物。)或捕集有金属离子的微生物(以下，称为金属离子捕集微生物。)的溶液W1。
反应液存积槽10的材料可以使用公知的材料，优选难以被含金属离子的溶液W0、菌液A0、以及电子供体B腐蚀的，不会影响微生物以及电子供体的作用的材料。
[(b)浓缩部]
通过管56从反应液存积槽10向浓缩部3的膜组件14中提供含有金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的溶液W1。
膜组件14内的二次侧(过滤水侧)14b通过管46与过滤泵48连接。通过过滤泵48运转，从过滤膜的一次侧14a获得含有金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的浓缩液W2，从二次侧14b获得过滤水W3。
过滤膜没有特别地限定，只要是能够捕捉金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的过滤膜即可，可以使用公知的例如中空丝膜、平膜、管状膜、整体式膜等。其中，从过滤膜的溶剂填充率高的方面考虑，优选中空丝膜。
过滤膜的材料没有特别地限定，只要不会被含有金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的溶液W1腐蚀即可，可以使用陶瓷等无机材料、纤维素、纤维素混合酯、聚烯烃、聚砜、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等有机材料。其中，从过滤膜的材料耐化学品性或pH变化耐受性强等方面考虑，优选陶瓷、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)。
过滤膜上形成的微细孔的平均孔径没有特别地限定，只要能过捕捉到金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物即可，优选为0.01～1.0μm，更优选为0.05～0.4μm。
若上述微细孔的平均孔径在下限值以上，易于减小过滤膜需要的压力，另外易于提高金属微粒或金属离子的浓缩效率。另外，若上述微细孔的平均孔径在上限值以下，易于防止金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物向过滤膜的二次侧泄露。
膜组件14的有效面积没有特别地限定，膜面积能够通过过滤泵48获得期望量的过滤水W3即可。从过滤效率良好且可防止膜堵塞的方面考虑，膜组件14的有效膜面积中，优选的膜面积为能够通过过滤泵48获得期望量的过滤水W3时过滤速度(LV)为0.1～1m/天。
[(c)送回部]
在送回部4中，从膜组件14上的过滤膜的一次侧14a获得的浓缩液W2，经由管58被送回至反应液存积槽10进行循环。由此，反应液存积槽10中含有金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的溶液W1的菌体浓度升高。另外，因为只要金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物捕集金属微粒或吸附金属离子的能力不丧失，送回的浓缩液W2中的微生物就可以在反应液存积槽10中被再利用，因此可以提高浓缩效率。
[(a0)送回部]
本例中的金属回收装置1，具有含金属离子的溶液的存积槽20、菌液存积槽22以及电子供体存积槽24的供给部6。
含金属离子的溶液的存积槽20为暂时存积含金属离子的溶液W0的存积槽。含金属离子的溶液的存积槽20没有特别地限定，只要能够存积含金属离子的溶液W0即可。
菌液存积槽22为暂时存积菌液A0的存积槽。菌液存积槽22没有特别地限定，只要能够存积菌液A0即可。
电子供体存积槽24为在利用微生物的作用将含金属离子的溶液W0包含的金属离子还原成金属微粒时，暂时存积必要电子供体B的存积槽。电子供体存积槽24，没有特别地限定，只要能够存积电子供体B即可。
[(d)回收部]
本例中的金属回收装置1具有用于回收经由管44从反应液存积槽10提供的、含金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的溶液W1的回收部16。
回收部16没有特别地限定，只要能够回收含金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的溶液W1即可。
另外，如果下述的测定部5检测到菌体浓度上升到指定值以上，也可以在从反应液存积槽10到回收部16的位置(例如，管44)上安装如下装置：该装置通过阀或泵的工作使溶液W1向回收部16流动从而回收溶液W1。
[(e)测定部]
本例的金属回收装置1具有用于测定从存积部2的反应液存积槽10提供到浓缩部3的、含金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的溶液W1的菌体浓度的测定部5。
本例的测定部5安装在反应液存积槽10的外部，测定从反应液存积槽10中采集的含金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物的溶液W1的菌体浓度。此外，测定部5也可以直接测定在反应液存积槽10的内部或管56的内部的包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液W1的菌体浓度。
测定部5没有特别地限定，只要能够测定包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液W1的菌体浓度即可。
[过滤水存积槽]
本例的金属回收装置1具有存积透过膜组件14的过滤膜的过滤水W3的存积槽18。过滤水存积槽18没有特别地限定，只要能够存积过滤水W3即可。
过滤水存积槽18根据需要也可以具有将过滤水的pH调至适于排放至河流等的范围的pH调节装置。
上述pH调节装置，只要能够将过滤水W3的pH调至期望的pH即可，可以举出具备pH计、加酸装置和加碱装置等的装置。
[作用机制]
在金属回收装置1中，在利用微生物将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的情况中，分别从含金属离子的溶液的存积槽20向存积部2的反应液存积槽10供给含金属离子溶液W0、从菌液存积槽22向存积部2的反应液存积槽10供给菌液A0、从电子供体存积槽24向存积部2的反应液存积槽10供给电子供体B。在直接将金属离子吸附到微生物上进行捕集的情况中，分别从含金属离子的溶液的存积槽20向存积部2的反应液存积槽10供给含金属离子溶液W0、从菌液存积槽22向存积部2的反应液存积槽10供给菌液A0。
在反应液存积槽10中，反应液中含有包含金属离子的溶液W0和菌液A0，以及根据需要使用的电子供体B，利用微生物将含金属离子的溶液W0中包含的金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内，或者金属离子直接被吸附在微生物内从而被捕集。由此，得到包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液W1。
将包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液W1的一部分从存积部2的反应液存积槽10中转移到浓缩部3中，利用膜组件14所具有的过滤膜进行过滤。浓缩后的捕集有金属微粒或金属离子的微生物的浓缩液W2，经由送回部4的管58送回至反应液存积槽10中。由此，反应液存积槽10内的包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液W1的浓度上升，因此金属微粒或金属离子的浓度上升。
浓缩到期望的菌体浓度后的包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液W1回收到回收部16中。
利用过滤膜过滤后的过滤水W3，根据需要在过滤水存积槽18中调节pH后排放。
本发明的金属浓缩装置可以举出例如，除不具有管44以及回收部16之外与金属回收装置1结构相同的装置。
在上述本发明的金属回收装置或金属浓缩装置中，通过含有将含金属离子的溶液中的金属离子还原成金属微粒并捕集的金属微粒捕集微生物或者直接通过吸附金属离子捕集的金属离子捕集微生物的溶液的一部分转移到浓缩部并浓缩，然后将该浓缩液送回至存积部，存积部内的菌体浓度上升。这样，由于可以一边浓缩金属微粒捕集微生物或金属离子捕集微生物，一边将其再利用于金属离子的捕集，故而可以高效地浓缩含金属离子的溶液中的金属，因此，可以高效地回收该金属。另外，由于要回收金属不需要将含金属离子的溶液中包含的金属离子转化为氢氧化物，控制pH容易且操作简便。
此外，本发明的金属浓缩装置或金属回收装置不限于上述金属回收装置1或与上述金属回收装置1具有相同结构的金属浓缩装置。
例如，本发明的金属浓缩装置或金属回收装置也可以是这样的装置：在反应存积槽的前段的管(线)内对含金属离子的溶液、电子供体和微生物进行混合，并进行利用微生物将含金属离子的溶液中的金属还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的反应或直接将金属离子吸附到微生物中并捕集的反应，另外，如图2所示，也可以将反应存积槽分别设置为反应槽和浓缩槽的装置(金属回收装置1’)。另外，本发明的金属浓缩装置或金属回收装置，在通过直接吸附金属离子到微生物上来捕集的情况中，即不伴随有金属离子还原反应的情况中，装置也可以没有电子供体存积槽。
例如，在使用上述金属回收装置1’的情况中，使用金属回收装置1’的金属回收方法中，向反应槽10’提供含金属离子的溶液W0、菌液A0以及电子供体B。，在反应槽10’中，使含有微生物的菌液A0作用于含金属离子的溶液W0，利用该微生物将含金属离子的溶液W0中的金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内。另外，在使微生物作用于含金属离子的溶液W0的同时，将包含捕集有金属微粒的微生物的溶液W1转移到浓缩槽12。
具体来说，一边使用搅拌翼10a搅拌，一边将含金属离子的溶液W0从含金属离子的溶液的存积槽20经由管50、将菌液A0从菌液存积槽22经由管52、根据金属的种类将电子供体B从电子供体存积槽24提供到反应槽10’中。另外，在反应槽10’中，一边利用微生物将含金属离子的溶液中的金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内，一边将包含捕集有金属离子的微生物的溶液W1的一部分经由管42连续抽出转移到浓缩槽12中。
另外，本发明的金属浓缩装置或金属回收装置，也可以是不具有测定部、供给部以及过滤水存积槽中的任意一个或多个的装置。
另外，也可以是具备从浓缩部回收包含捕集有金属离子的微生物的溶液或包含捕集有金属微粒的微生物的溶液的回收部的装置，也可以是具备从浓缩部和存积部两者中回收包含捕集有金属离子的微生物的溶液或包含捕集有金属微粒的微生物的溶液的回收部的装置。
另外，在过滤水中残留有电子供体的情况中，本发明的金属浓缩装置或金属回收装置也可以是设置有如反渗透膜等能够浓缩残留的电子供体的膜以及将含该浓缩后的电子供体的溶液送回到反应液存积槽或电子供体存积槽的送回管，可以回收利用过滤水中残留的电子供体的装置。
另外，对于将含金属离子的溶液中的金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内、或直接将金属离子吸附到微生物中时，在需要除去反应液中的氧的情况中，本发明的金属浓缩装置或金属回收装置也可以是在反应液存积槽以及反应液存积槽前段的至少一个上具有除氧装置。具体来说，可以是例如在含金属离子的溶液的存积槽、菌液存积槽、电子供体存积槽、反应液存积槽、或提供含金属离子的溶液、菌液或者电子供体的管中的任意一个或多个上，具备除氧装置的金属浓缩装置或金属回收装置。
除氧装置可以举出脱氧装置、充氮装置等。
<金属浓缩方法或金属回收方法>
本发明的金属浓缩方法为浓缩含金属离子的溶液中的特定金属的方法。本发明的金属浓缩方法分为，利用微生物的还原捕集作用浓缩金属的方法和利用微生物的吸附作用浓缩金属的方法。
另外，本发明的金属回收方法为浓缩回收含金属离子的溶液中的特定金属的方法。
以下，通过本发明的金属浓缩方法或金属回收方法的一例对使用上述金属回收装置1的方法进行说明。
[第1种实施方式：利用微生物的还原捕集作用浓缩的方法]
使用本实施方式的金属回收装置1的金属浓缩方法包含下述工序(1)～(3)。另外，该金属回收方法，除下述工序(1)～(3)之外，还包含下述工序(4)。
在本发明中，以不含下述工序(4)的方法为金属浓缩方法，包含下述工序(4)的方法为金属回收方法。即，“浓缩”是指利用微生物捕集金属、以及利用过滤膜分离和根据微生物的送回来提高液相菌体浓度，而“回收”是指将包含捕集有金属的微生物的溶液取到体系外。
(1)还原捕集工序：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液W0，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，获得包含捕集到金属微粒的微生物的溶液W1。
(2)浓缩工序：利用过滤膜浓缩上述含有捕集到金属微粒的微生物的溶液W1，得到浓缩液W2。
(3)送回工序：将上述浓缩液W2送回至上述工序(1)中进行循环。
(4)回收工序：回收上述包含捕集有金属微粒的微生物的溶液W1。
(工序(1))
分别将含金属离子的溶液W0、菌液A0和电子供体B提供到反应液存积槽10中，使菌液A0中包含的微生物和电子供体B作用于含金属离子的溶液W0。利用该微生物将含金属离子的溶液中的金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到微生物内。
具体来说，一边使用搅拌翼10a搅拌，一边将含金属离子的溶液W0从含金属离子的溶液的存积槽20经由管50、将菌液A0从菌液存积槽22经由管52、将电子供体B从电子供体存积槽24经由管54提供到反应槽10中。在包含含金属离子的溶液W0、菌液A0和电子供体B的反应液中，微生物将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到微生物内，得到包含捕集到金属微粒的微生物的溶液W1。
本实施方式中使用的微生物优选为铁还原细菌。
在金属为Au、Pt、Pd的情况中，铁还原细菌可以引发电子供体B和作为电子受体的金属离子发生氧化还原反应。此时，铁还原细菌将含金属离子的溶液中包含的金属离子还原成金属微粒的同时，将该金属微粒捕集到细胞内。因此，利用铁还原细菌，可以将含金属离子的溶液W0中的金属离子转化为金属微粒进行浓缩。
为此，本实施方式特别适于将选自Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru以及Os中的至少一种元素，即所谓的贵金属的金属离子转化成金属微粒进行浓缩。
铁还原细菌可以举出例如以下种类。
海藻施万氏菌(Shewanella algae。菌种保藏机构(ATCC)：51181株等)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis。ATTC：700550株等)等施万氏属。
金属还原泥土杆菌(Geobacter metallireducens。ATCC：53774株等。)等泥土杆菌属。
棕榈酸脱硫单胞菌(Desulfuromonas palmitatis。ATCC：51701株等。)等脱硫单胞菌属。
科瑟硫还原弯形菌(Desulfuromusa kysingii)。DSM(Deutsche Sammlung von Mikroorganismen uhd Zellkulturen，德国微生物样品保藏中心)：7343株等。)等硫还原弯形菌属。
威尼斯暗杆菌(Pelobacter venetianus。ATCC：2394株等。)等暗杆菌属。
冠鹤铁单胞菌(Ferrimonas balearica。DSM：9799株等。)等铁单胞菌属。
嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila。ATCC：15467株等。)等气单胞菌属。
巴奈斯硫单胞菌(Sulfurospirillum barnesii。ATCC：700032株等。)等硫单胞菌属。
产琥珀酸沃廉氏菌(Wolinella succinogenes。ATCC：29543株等。)等沃林拟杆菌属。
脱硫弧菌(Desulfovibrio desulfuricans。ATCC：29577株等。)等脱硫弧菌属。
发酵地发菌(Geothrix fermentans。ATCC：700665株等。)等地发菌属。
嗜热链球菌(Deferribacter thermophilus。DSM：14813株等。)等铁还原杆菌属。
地弧菌(Geovibrio ferrireducens。ATCC：51996株等。)等地弧菌属。
冰岛热棒菌(Pyrobaculum islandicum。DSM：4184株等。)等嗜热古菌属。
海栖热袍菌(Thermotoga maritima。DSM：3109株等。)等栖热袍菌属。
闪烁古生球菌(Archaeoglobus fulgidus。ATCC：49558株等。)等古丸菌属。
激烈热球菌(Pyrococcus furiosus。ATCC：43587株等。)等热球菌属。
阿比瑟热网菌(Pyrodictium abyssi。DSM：6158株等。)等热网菌属。
上述铁还原细菌均为厌氧性细菌。
铁还原细菌，从更好地获得贵金属类或铂系金属类的捕集效率的角度看，更优选施万氏属所述的细菌，特别优选为海藻施万氏菌(Shewanella algae)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis)。
微生物可以是一种，也可以是两种以上。
在利用上述微生物将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的情况中，电子供体B在伴有利用微生物的酶等引起的金属离子的还原反应的情况中为必要的物质。电子供体B使用与微生物种类最合适的即可。
电子供体B可以举出例如，来自碳原子数为1～7的有机物的电子供体、氢气(分子状态的氢)。其中，从操作容易性或水溶解性的方面考虑，优选来自碳原子数1～7的有机物的电子供体作为电子供体B。
来自碳原子数为1～7的有机物的电子供体可以举出例如以下的例子。
甲酸盐、醋酸盐等脂肪族羧酸盐(脂肪酸盐)；安息香酸盐等芳香族羧酸盐；丙酮酸等羟基羧酸盐；乳酸盐等羧酸盐。
乙醇等醇。
甲基苯酚等不饱和芳香族。
来自碳原子数1～7的有机物的电子供体，从水溶解性的方面考虑，优选碳原子数为1～3的脂肪族羧酸及其盐中的至少一种或两种，更优选为甲酸及其盐中的至少一种或两种。
电子供体B，可以是一种，也可以是两种。
提供到反应液存积槽10中的含金属离子的溶液W0、菌液A0以及电子供体B的量的比为，反应液存积槽10中的反应液(微生物细胞悬浊液)的理论初始浓度适于利用微生物将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的条件即可。此外，理论初始浓度表示未反应状态下反应液中含金属离子的溶液W0、菌液A0以及电子供体B的浓度。
从提高利用微生物将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的捕集效率方面考虑，反应液存积槽10的反应液中的金属离子的理论初始浓度优选为0.01～10mM，更优选为0.1～5mM。
从提高利用微生物将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的捕集效率方面考虑，反应液存积槽10的反应液中的电子供体B的理论初始浓度优选为0.2～200mM，更优选为1～50mM。
从提高利用微生物将金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的捕集效率方面考虑，反应液存积槽10的反应液中的菌体的理论初始浓度优选为5.0×1012～5.0×1016个细胞/m3，更优选为5.0×1013～1.0×1016个细胞/m3。
在工序(1)中，从提高金属离子的还原反应效率方面考虑，在使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液时，优选与将金属离子还原得到的金属微粒共存。该金属为通过本发明中使用的微生物与电子供体的作用，利用该微生物还原为金属微粒的同时被捕集到该微生物内获得的金属。共存的金属优选为，将与工序(1)中使用的含金属离子的溶液中包含的金属离子相同的金属离子还原得到的金属。
与将金属离子还原得到的金属共存的时间没有特别地限定，从提高还原反应效率方面考虑，优选为提供含金属离子的溶液W0和电子供体B之前，或者开始提供这些之后立即提供该金属实现共存。
还原金属离子得到的金属的共存量没有特别地限定，相对于在反应液存积槽10中进行的一次预反应获得的金属的生成量(100质量％)，优选为1～200质量％。
共存的金属的形态没有特别地限定，由于表面积越大还原反应效率越高，优选粒径为0.01μm～1mm的金属微粒。另外，优选使用利用微生物将含金属离子的溶液中的金属离子还原成金属微粒的同时，可以获得将该金属微粒捕集到微生物内的金属微粒捕集微生物。
工序(1)中，可以进行一次反应，也可以进行半次反应。
当工序(1)中进行半次反应的情况时，将含金属离子的溶液W0、菌液A0以及电子供体B提供到反应液存积槽10中，考虑到将包含金属微粒捕集微生物的溶液W1转移到浓缩部3的移液量，优选将反应液存积槽10内的反应液调节至可维持特定量的范围。向反应液存积槽10提供含金属离子的溶液W0、菌液A0以及电子供体B，若可将反应液存积槽10内的反应液维持在特定量，可以是连续地提供，也可以是间断地提供。
当工序(1)中进行半次反应的情况时，反应液存积槽10内的反应液的平均停留时间(HRT)优选为1～120分钟，更优选为5～80分钟。若反应液存积槽10内的HRT在下限值以上，金属浓缩的效率会提高，因此，金属回收的效率也会提高。若反应液存积槽10内的HRT在上限值以下，含金属离子的溶液的处理效率会提高。
反应液存积槽10内的HRT、向反应液存积槽10提供含金属离子的溶液W0的速度、以及将含有金属微粒捕集微生物的溶液W1从反应液存积槽10向浓缩部3移液的速度，都可以通过控制从膜组件14中抽取过滤水W3的速度进行调节。
(工序(2))
在工序(2)中，将包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的一部分，从反应液存积槽10转移到浓缩部3的膜组件14中，利用过滤膜浓缩获得浓缩液W2。
具体来说，使过滤泵4运转，将包含金属微粒捕集微生物的溶液W1，从反应液存积槽10中移出，利用具有过滤膜的膜组件14过滤，分离浓缩液W2和过滤水W3。
过滤线速度(LV)优选为0.1～1m/天。
利用过滤膜过滤后得到的过滤水W3，经由管46回收至过滤水存积槽18中储存，根据需要调节pH后排放至河流等中。
(工序(3))
在工序(3)中，将工序(2)中获得的浓缩液W2送回至工序(1)的反应液存积槽10中循环。由此，反应液存积槽10内包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的菌体浓度升高。
(工序(4))
在本实施方式中，优选将反应液存积槽10中菌体浓度提高了的包含金属微粒捕集微生物的溶液W1，经由管44回收至回收部16中。
从反应液存积槽10中回收的包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的菌体浓度优选为1.0×1015～5.0×1017个细胞/m3，更优选为5.0×1016～1.0×1017个细胞/m3。若菌体浓度在下限值以上，金属的回收效率会提高。若菌体浓度在上限值以下，则在含金属离子的溶液的处理效率提高的同时，更容易利用膜分离连续且良好地保持固液分离。
回收包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的阶段，例如，可以根据测定部5测定的反应液存积槽10内的包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的菌体浓度决定。
通过本实施方式的金属浓缩方法或金属回收方法获得的金属的用途没有特别地限定。在本实施方式中，可以在微生物内捕集有金属微粒的状态下使用催化剂等。另外，金属捕集微生物也可以在使用如电炉等加热除去微生物或杂质后，回收金属微粒或用作其它用途的金属块(纯度高)。
在以上通过本发明的第1种实施方式说明的金属浓缩方法或金属回收方法中，由于将工序(1)中获得的包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的一部分，工序(2)利用过滤膜浓缩得到浓缩液W2，利用工序(3)将该浓缩液W2送回至工序(1)中循环，包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的金属微粒捕集微生物的浓度升高。由此，因为可以高效地浓缩包含金属微粒溶液的金属，可以高效地回收该金属。另外，由于在回收金属时不需要将含金属离子的溶液中的金属离子转变成氢氧化物，容易控制pH且操作简便。
此外，本发明的第1种实施方式的金属浓缩方法或金属回收方法不限于使用上述金属回收装置1的方法。
例如，也可以通过在位于反应液存积槽前端的管内使含金属离子的溶液和电子供体以及微生物混合来进行利用微生物将含金属离子的溶液中的金属离子还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内的反应。
另外，例如，如图2所示，也可以是使用将反应液存积槽分别设置为反应槽和浓缩槽的装置(金属回收装置1’)的方法。
另外，在过滤水中残留有电子供体的情况中，也可以使用如反渗透膜等能够浓缩电子供体的膜浓缩残留的电子供体，将含该浓缩后的电子供体的水溶液送回到反应液存积槽或电子供体存积槽，回收利用过滤水中残留的电子供体。
另外，利用微生物将含金属离子的溶液中的金属还原成金属微粒的同时将金属微粒捕集到微生物内时，在需要除去反应液中的氧的情况中，在反应液存积槽以及反应液存积槽前段中的至少其一上进行除氧。
[第2种实施方式：利用微生物的吸附作用的浓缩方法]
上述对利用微生物的金属微粒的还原捕集作用的方式进行了说明，根据浓缩对象的金属离子的种类，也可以利用微生物的吸附作用实施本发明。
以下，说明利用微生物的吸附作用的实施方法。只是省略第2种实施方式中与第1种相同的部分，仅对与第1种实施方式不同的结构和机理进行说明。
本实施方式特别适用于浓缩回收选自Ga、In、Zn、Sn和镧系元素的一种以上元素的离子的情况。
使用本实施方式的金属回收装置1的金属回收方法包含下述工序(1’)～(4’)。
(1’)捕集工序：是微生物作用于含金属离子的溶液W0，将金属离子捕集到该微生物上，获得含有捕集有该金属离子的微生物的溶液。
(2’)浓缩工序：利用过滤膜浓缩上述含有捕集到金属微粒的微生物的溶液得到浓缩液W2。
(3’)送回工序：将上述浓缩液W2送回至上述工序(1’)中进行循环。
(4’)回收工序：以使菌体浓度为1.0×1017个细胞/m3以下的方式回收含有上述捕集有金属微粒的微生物的溶液。
(工序(1’))
通过使微生物作用于含Ga、In、Zn、Sn、镧系元素等金属离子的溶液W0，将该金属离子直接地，即不伴随氧化还原反应地吸附到微生物的细胞表面或细胞壁上。因此，通过使能够吸附金属离子的微生物作用于含金属离子的溶液W0上，将金属离子吸附到微生物上进行捕集，获得含金属离子捕集微生物的溶液W1。
第1种实施方式的利用工序(1)的还原捕集作用与第2种实施方式的利用工序(1’)的吸附作用的区别在于，微生物的作用是否可以引发氧化还原反应。
在工序(1’)中，将含金属离子的溶液W0、菌液A0提供到反应液存积槽10中，在反应液存积槽10中，使菌液A0中包含的微生物作用于含金属离子的溶液W0，将含金属离子的溶液W0中的金属离子吸附到该微生物上。
具体来说，一边使用搅拌翼10a搅拌，一边将含金属离子的溶液从含金属离子的溶液的存积槽20经由管50、将菌液A0从菌液存积槽22经由管52提供到反应液存积槽10中。在反应液存积槽10中，在包含含金属离子的溶液W0以及菌液A0的反应液中通过将金属离子吸附到微生物上进行捕集，获得包含金属离子捕集微生物的溶液W1。
在第2种实施方式的工序(2’)中，由于直接将金属离子吸附到微生物上，因而不需要提供电子供体B。
与第1种实施方式相同，微生物优选为铁还原细菌，在铁还原细菌中，从获得良好的金属离子吸附效率方面考虑，更优选施万氏属，特别优选为海藻施万氏菌(Shewanellaalgae)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis)。
提供到反应液存积槽10中的含金属离子的溶液W0以及菌液A0的量的比为，反应液存积槽10中的反应液(微生物细胞悬浊液)的理论初始浓度适于直接将金属离子吸附到微生物上的条件即可。
从提高微生物吸附金属离子的效率方面考虑，反应液存积槽10的反应液中的金属离子的理论初始浓度优选为0.01～10mM，更优选为0.1～5mM。
从提高微生物吸附金属离子的效率方面考虑，反应液存积槽10的反应液中的菌体的理论初始浓度优选为5.0×1012～5.0×1016个细胞/m3，更优选为5.0×1013～1.0×1016个细胞/m3。
工序(1’)中，可以进行一次反应，也可以进行半次反应。
当工序(1’)中进行半次反应的情况时，将含金属离子的溶液W0以及菌液A0提供到反应液存积槽10中，考虑到将包含金属离子捕集微生物的溶液W1转移到浓缩部3的移液量，优选将反应液存积槽10内的反应液调节至可维持的特定范围。只要是可将反应液存积槽10内的反应液维持在特定量，可以是连续地也可以是间断地将含金属离子的溶液W0以及菌液A0提供到反应液存积槽10中。
(工序(2’))
按照与第1种实施方式的工序(2)相同的方式进行工序(2’)。
(工序(3’))
按照与第1种实施方式的工序(3)相同的方式进行工序(3’)。通过将工序(2’)中获得的浓缩液W2送回至工序(1’)的反应液存积槽10中循环，由此，反应液存积槽10内包含金属离子捕集微生物的溶液W1的菌体浓度升高。通过浓缩金属离子捕集微生物可以浓缩金属离子。
(工序(4’))
在工序(4’)中，从反应液存积槽10中回收包含金属离子捕集微生物的溶液W1以使菌体浓度为1.0×1017个细胞/m3以下。通过回收金属离子捕集微生物，可以回收该金属离子。
从反应液存积槽10中回收的包含金属微粒捕集微生物的溶液W1的菌体浓度为1.0×1017个细胞/m3以下，优选为1.0×1015～1.0×1017个细胞/m3，更优选为5.0×1016～1.0×1017个细胞/m3。若菌体浓度在下限值以上，金属的浓缩效率会提高。若菌体浓度在上限值以下，则在含金属离子的溶液的处理效率提高的同时，更容易利用膜分离连续且良好地保持固液分离。
回收的金属的用途没有特别地限定。金属离子捕集微生物也可以在使用如电炉等加热除去微生物或杂质后，使用回收后的金属化合物。
在以上通过本发明的第2种实施方式说明的金属浓缩方法中，由于将工序(1’)中获得的包含金属离子捕集微生物的溶液W1的一部分，通过工序(2’)利用过滤膜浓缩，利用工序(3’)送回至工序(3’)中循环，可以提高金属离子捕集微生物的浓度。由此，可以高效地从含金属离子的溶液中回收金属。另外，由于在回收金属时不需要将含金属离子的溶液中的金属离子转变成氢氧化物，容易控制pH且操作简便。
此外，本发明的第2种实施方式的金属回收方法不限于使用上述金属回收装置1的方法。例如，也可以采用在反应液存积槽前段的管内使含金属离子的溶液和微生物混合来进行在反应液存积槽中将含金属离子的溶液中的金属离子直接吸附到微生物上的反应。
另外，例如，如图2所示，也可以使用将反应液存积槽分别设置为反应槽和浓缩槽的装置(金属回收装置1’)的方法。
例如，在使用上述金属回收装置1’的情况中，可以按照与上述第1种实施方式中包含捕集有金属微粒的微生物的溶液相同的方法来回收包含吸附有金属离子的微生物的溶液。
在使用金属回收装置1’的金属回收方法中，将含金属离子的溶液W0以及菌液A0提供到反应槽10’中，在反应槽10’中，使菌液A0中包含的微生物作用于含金属离子的溶液W0，将含金属离子的溶液W0中的金属离子吸附到该微生物上。另外，在使微生物作用于含金属离子的溶液W0的同时，将包含吸附有金属离子的微生物的溶液W1转移到浓缩槽12中。
具体来说，一边使用搅拌翼10a搅拌，一边将含金属离子的溶液W0从含金属离子的溶液的存积槽20经由管50、将菌液A0从菌液存积槽22经由管52提供到反应槽10’中。另外，在反应槽10’中，一边利用微生物吸附金属离子，一边将包含吸附有金属离子的微生物的溶液W1的一部分，经由管42连续地抽出转移到浓缩槽12中。
另外，对于直接将含金属离子的溶液中所含的金属离子吸附到微生物上时，在需要除去溶液中的氧的情况中，也可以采用在反应液存积槽以及反应液存积槽前段中的至少一个上进行除氧的方法。
实施例
以下，根据实施例详细说明本发明，本发明并不限于以下说明的内容。
[菌液的制备]
使用菌种保藏机构美国模式培养物集存库(ATCC)分类的海藻施万氏菌(51181株)或奥奈达施万氏菌(700550株)。利用胰酪胨大豆肉汤培养基(TSB)，在30℃下振荡培养该微生物，在对数增殖期停止培养。通过离心分离培养收集培养的细菌后，除去上清液，用50mM的磷酸钾钠缓冲液(pH7.0)使菌体再悬浊。对获得的在悬浊液进行离心，重复两次清洗操作除去上清液后，用缓冲液使清洗后的菌体再悬浊，即制得菌液。
[过滤膜]
使用由聚偏氟乙烯(PVDF)构成的复合膜(外直径2.8mm，公称孔径0.05μm，三菱丽阳株式会社制造)作为膜组件14的过滤膜。
使用纤维素混合酯构成的膜(MF-微孔，直径47mm，公称孔径0.05μm，メルク株式会社制造)作为膜过滤器。
[金属浓度]
利用ICP发光分光分析法测定溶液中的金属浓度。使用ICP发光分光分析装置(岛津制作所，ICEP-9000)作为测定装置。
[菌体浓度]
利用紫外可见分光光度计测定溶液中的菌体浓度。
[实施例1]
在图1所示的金属回收装置1的反应液存积槽10中，加入10mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液25mL、125mM的甲酸钠的水溶液20mL作为电子供体、以及1.0×1016个细胞/m3海藻施万氏菌(S.algae)的菌液5mL，合计50mL，以使反应液的理论初始浓度满足以下条件。
Pd(Ⅱ)浓度：5mM(530质量ppm)
甲酸钠浓度：50mM
菌体(S.algae)浓度：1.0×1015个细胞/m3
在30℃下，搅拌反应液存积槽10，以进行还原捕集反应。反应开始5分钟以后，在初始的黄色反应液变为无色的同时，菌体变为黑色，可看出Pd微粒子被捕集到微生物内。5分钟后(反应开始10分钟后)取出一部分包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1，使用公称孔径为0.05μm的膜过滤器进行过滤。然后测定由此获得的滤液中Pd(Ⅱ)的浓度，约为1质量ppm。
接下来，每小时向反应液存积槽10中加入10mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液150mL、100mM的甲酸钠的水溶液150mL，同时将包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的一部分连续地转移至膜组件14中，分离膜过滤后的浓缩液W2和过滤水W3。将浓缩液W2送回至反应液存积槽10，浓缩反应液存积槽10中的Pd微粒捕集微生物。此时，以使反应液的平均停留时间(HRT)为10分钟的方式，使过滤水W3的抽出速度为每小时300mL，使反应液存积槽10中包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的量维持在50mL。溶液W1从反应液存积槽10移液到膜组件14的移液速度为160L/小时、过滤线速度(LV)为0.25m/天、浓缩液W2从膜组件14送回至反应液存积槽10的送回速度为159.7L。
膜过滤开始4.5小时以后，测定过滤水W3中Pd(Ⅱ)的浓度，约为1质量ppm。由此发现，10mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液中包含的Pd(Ⅱ)中，99％以上作为菌体内微粒被捕集在反应液存积槽10以及膜组件14内。另外，反应液存积槽10中的包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的Pd(Ⅱ)的浓度为140mM(14840质量ppm)，浓缩为初始的10mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液的14倍。另外，该溶液W1的菌体浓度为1.0×1015个细胞/m3。由于1g的干燥菌体中的细胞数约为8.58×1012个，发现1g干燥菌体约可以捕集128g的Pd微粒。
[实施例2]
在金属回收装置1的反应液存积槽10中，使条件达到反应液的理论初始浓度以下，加入1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液240mL、500mM的甲酸钠的水溶液30mL、以及1.0×1016个细胞/m3海藻施万氏菌(S.algae)的菌液30mL，合计300mL。
Pd(Ⅱ)浓度：1mM(106质量ppm)
甲酸钠浓度：50mM
菌体(海藻施万氏菌(S.algae))浓度：1.0×1015个细胞/m3
在30℃下，搅拌反应液存积槽10，以进行还原捕集反应。反应开始30分钟以后，在初始的黄色反应液变为无色的同时，菌体变为黑色，可看出Pd微粒子被捕集到微生物内。30分钟后(反应开始1小时后)取出一部分包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1，使用0.05μm的膜过滤器进行过滤。然后测定由此获得的滤液中Pd(Ⅱ)的浓度，约为1质量ppm。
接下来，以表1所示的添加条件向反应液存积槽10中加入氯化钯(Ⅱ)的水溶液、甲酸钠的水溶液、和海藻施万氏菌(S.algae)的菌液，同时按照表1所示的条件将包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的一部分连续地转移至膜组件14中，分离膜过滤后的浓缩液W2和过滤水W3，将浓缩液W2送回至反应液存积槽10，浓缩反应液存积槽10中的Pd微粒捕集微生物。
膜过滤开始9小时以后，测定过滤水W3中Pd(Ⅱ)的浓度，约为1质量ppm。由此发现，在1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液中包含的Pd(Ⅱ)中，99％以上在反应液存积槽10以及膜组件14内被捕集为菌体内微粒。另外，反应液存积槽10中的包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的Pd(Ⅱ)的浓度为10mM(1060质量ppm)，浓缩为初始的1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液的8倍。另外，该溶液W1的菌体浓度为1.0×1016个细胞/m3。由于1g的干燥菌体中的细胞数约为8.58×1012个，发现1g干燥菌体约可以捕集0.91g的Pd微粒。
[实施例3]
离心分离实施例1中获得的包含Pd微粒捕集微生物的溶液50mL，得到Pd微粒捕集微生物的颗粒。将全部的该颗粒投入到图1所示的金属回收装置1的反应液存积槽10中，然后加入1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液40mL、500mM的甲酸钠的水溶液5mL、以及1.0×1016个细胞/m3海藻施万氏菌(S.algae)的菌液5mL，合计50mL。此时反应液的理论初始浓度如下所示。
Pd(Ⅱ)浓度：1mM(106质量ppm)
甲酸钠浓度：50mM
菌体(海藻施万氏菌(S.algae))浓度：1.0×1015个细胞/m3
Pd微粒捕集微生物浓度：1.0×1015个细胞/m3
被捕集到微生物内的Pd(Ⅱ)浓度：140mM
在30℃下，搅拌反应液存积槽10，以进行还原捕集反应。反应开始5分钟以后，取出一部分包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1，使用0.05μm的膜过滤器进行过滤。然后测定由此获得的滤液中Pd(Ⅱ)的浓度，约为1质量ppm。
接下来，以表1所示的添加条件向反应液存积槽10中加入氯化钯(Ⅱ)的水溶液、甲酸钠的水溶液、和海藻施万氏菌(S.algae)的菌液，同时按照表1所示的条件将包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的一部分连续地转移至膜组件14中，分离膜过滤后的浓缩液W2和过滤水W3，将浓缩液W2送回至反应液存积槽10，浓缩反应液存积槽10中的Pd微粒捕集微生物。
膜过滤开始9小时以后，测定过滤水W3中Pd(Ⅱ)的浓度，约为1质量ppm。由此发现，在加入的1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液中包含的Pd(Ⅱ)中，99％以上作为菌体内微粒被捕集在反应液存积槽10以及膜组件14内。反应液存积槽10中的包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的Pd(Ⅱ)的浓度为194mM。除去预先投入的Pd微粒捕集微生物中包含的部分，微生物中捕集的部分的Pd(Ⅱ)的浓度为54mM(5724质量ppm)，为初始的1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液的43.2倍。该反应液的菌体浓度为5.5×1016个细胞/m3，除去预先投入的Pd微粒捕集微生物中包含的部分，则为5.4×1016个细胞/m3。由于1g的干燥菌体中的细胞数约为8.58×1012个，除去预先投入的Pd微粒捕集微生物中包含的部分，发现1g干燥菌体约可以捕集0.91g的Pd微粒。
然后，停止加入氯化钯(Ⅱ)的水溶液、甲酸钠的水溶液、和海藻施万氏菌(S.algae)的菌液，继续进行膜过滤和浓缩液的送回。停止加入液体5分钟以后，以反应液存积槽10内包含的含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的量变为25mL为时间点，膜发生堵塞。由于膜间压差(△P超过50kPa，停止运转。此时，反应液存积槽10内的菌体浓度为1.1×1017个细胞/m3。
[实施例4]
在金属回收装置1的反应液存积槽10中，为使反应液的理论初始浓度达到以下条件，加入1.25mM的氯化铂(Ⅳ)酸钠的水溶液240mL、330mM的乳酸钠的水溶液30mL、以及1.1×1016个细胞/m3海藻施万氏菌(S.algae)的菌液30mL，合计300mL。
Pt(Ⅳ)浓度：1mM(195质量ppm)
乳酸钠浓度：33mM
菌体(海藻施万氏菌(S.algae))浓度：1.1×1015个细胞/m3
在30℃下，搅拌反应液存积槽10，以进行还原捕集反应。反应开始1小时以后，取出一部分包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1，使用0.05μm的膜过滤器进行过滤。然后测定由此获得的滤液中Pt(Ⅳ)的浓度，约为20质量ppm。
接下来，以表1所示的添加条件向反应液存积槽10中加入氯化铂(Ⅳ)酸钠的水溶液、乳酸钠的水溶液、和海藻施万氏菌(S.algae)的菌液，同时按照表1所示的条件将包含Pt微粒捕集微生物的溶液W1的一部分连续地转移至膜组件14中，分离膜过滤后的浓缩液W2和过滤水W3，将浓缩液W2送回至反应液存积槽10，浓缩反应液存积槽10中的Pt微粒捕集微生物。
膜过滤开始9小时以后，测定过滤水W3中Pt(Ⅳ)的浓度，约为20质量ppm。由此发现，在1.25mM的氯化铂(Ⅳ)酸钠水溶液中包含的铂中，约90％在反应液存积槽10以及膜组件14内被捕集为菌体内微粒。另外，反应液存积槽10中包含Pt微粒捕集微生物的溶液W1的Pt(Ⅳ)的浓度为9mM(1755质量ppm)，浓缩为初始的1.25mM的氯化铂(Ⅳ)酸钠的水溶液的7.2倍。该溶液W1的菌体浓度为1.1×1016个细胞/m3。由于1g的干燥菌体中的细胞数约为8.58×1012个，发现每1g干燥菌体约可以捕集1.5g的Pt微粒。
[实施例5]
除以奥奈达施万氏菌(S.oneidensis)为微生物之外，按照与实施例2相同的方法，在表2所示的条件下，使用金属回收装置1进行钯的还原捕集反应并浓缩。
膜过滤开始9小时以后，测定过滤水W3中Pd(Ⅱ)的浓度，约为5质量ppm。由此发现，在1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液中包含的Pd(Ⅱ)中，约95％在反应液存积槽10以及膜组件14内被菌体捕集为菌体内微粒。另外，反应液存积槽10中的包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1的Pd(Ⅱ)的浓度为9.5mM(1007质量ppm)，浓缩为初始的1.25mM的氯化钯(Ⅱ)的水溶液的7.6倍。另外，该溶液W1的菌体浓度为1.0×1016个细胞/m3。由于1g的干燥菌体中的细胞数约为8.58×1012个，发现每1g干燥菌体约可以捕集0.86g的Pd微粒。
[实施例6]
使用金属回收装置1，为使反应液存积槽10中的反应液的理论初始浓度满足以下条件，加入1.1mM的氯化镓(Ⅲ)的水溶液346.5mL、以及7.0×1016个细胞/m3海藻施万氏菌(S.algae)的菌液38.5mL，合计385mL。
Ga(Ⅲ)浓度：1mM(70质量ppm)
菌体(海藻施万氏菌(S.algae))浓度：0.7×1016个细胞/m3
在30℃下，搅拌反应液存积槽10，以进行还原捕集反应。搅拌开始77分钟以后，取出一部分包含Ga(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1，使用0.05μm的膜过滤器进行过滤。然后测定由此获得的滤液中Ga(Ⅲ)的浓度，约为0.1质量ppm。
接下来，以表2所示的添加条件向反应液存积槽10中加入氯化镓(Ⅲ)的水溶液和海藻施万氏菌(S.algae)的菌液，同时按照表1所示的条件将包含Ga(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1的一部分连续地转移至膜组件14中，分离膜过滤后的浓缩液W2和过滤水W3，将浓缩液W2送回至反应液存积槽10，浓缩反应液存积槽10中的Ga(Ⅲ)离子捕集微生物。膜间压差(△P)为10～20kPa。
膜过滤开始11.8小时以后，测定过滤水W3中Ga(Ⅲ)的浓度，约为0.1质量ppm。由此发现，在1.1mM的氯化镓(Ⅲ)的水溶液中包含的Ga(Ⅲ)离子中，99％以上在反应液存积槽10以及膜组件14内被菌体捕集为菌体内微粒。另外，反应液存积槽10中的包含Ga(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1的Ga(Ⅲ)的浓度为10mM(700质量ppm)，浓缩为初始的1.1mM的氯化镓(Ⅲ)的水溶液的9.1倍。该溶液W1的菌体浓度为7×1016个细胞/m3。发现每1g干燥菌体可以捕集0.085g的Ga(Ⅲ)。
然后，以每小时30mL的速度将包含Ga(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1从反应液存积槽10中回收至回收部16中。此时，加入氯化镓(Ⅲ)的水溶液、海藻施万氏菌(S.algae)的菌液，继续进行膜过滤和浓缩液送回，以每小时270mL的速度抽出过滤水W3，将反应液存积槽10中包含Ga(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1的量维持在385mL。这个状态维持10个小时以上，膜间压差(△P)为10～20kPa。
然后，停止加入氯化镓(Ⅲ)的水溶液和海藻施万氏菌(S.algae)的菌液并停止向回收部16的回收，继续进行膜过滤和浓缩液送回。停止供液30分钟后，以反应液存积槽10内包含的含Ga(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1的量变为245mL为时间点，膜发生堵塞。由于膜间压差(△P)超过50kPa，停止运转。此时，反应液存积槽10内反应液的菌体浓度为1.1×1017个细胞/m3。
[实施例7]
除菌体为奥奈达施万氏菌(S.oneidensis)，含金属离子的溶液为1.1mM的氯化铟(Ⅲ)的水溶液之外，按照与实施例6相同的方法，在表2所示的条件下使用金属回收装置1进行In(Ⅲ)的捕集和浓缩。
膜过滤开始11.8小时以后，测定过滤水W3中In(Ⅲ)的浓度，约为0.1质量ppm。由此发现，在加入的1.1mM的氯化铟(Ⅲ)的水溶液中包含的In(Ⅲ)中，99％以上在反应液存积槽10以及膜组件14内被菌体捕集为菌体内微粒。另外，反应液存积槽10中的包含In(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1的In(Ⅲ)的浓度为10mM(1140质量ppm)，浓缩为1.1mM的氯化铟(Ⅲ)的水溶液的9.1倍。该溶液W1的菌体浓度为7×1016个细胞/m3。发现每1g干燥菌体约可以捕集0.14g的In(Ⅲ)。
然后，以每小时30mL的速度将包含In(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1从反应液存积槽10中回收至回收部16中。此时，加入氯化铟(Ⅲ)的水溶液、奥奈达施万氏菌(S.oneidensis)的菌液，继续进行膜过滤和浓缩液送回，以每小时270mL的速度抽出过滤水W3，将反应液存积槽10中的包含In(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1的量维持在385mL。这个状态维持10个小时以上，膜间压差(△P)为10～20kPa。
然后，停止加入氯化铟(Ⅲ)的水溶液、奥奈达施万氏菌(S.oneidensis)的菌液，并停止向回收部16的回收，继续进行膜过滤和浓缩液送回。停止供液30分钟后，以反应液存积槽10内包含的含In(Ⅲ)离子捕集微生物的溶液W1的量变为245mL为时间点，膜发生堵塞。由于膜间压差(△P)超过50kPa，停止运转。此时，反应液存积槽10内的菌体浓度为1.1×1017个细胞/m3。
[实施例8]
使用图2所示的金属回收装置1’，为使反应槽10’内的反应液(微生物细胞悬浮液)的理论初始浓度达到以下条件，连续地加入含Pd(Ⅱ)的溶液、作为电子供体的甲酸钠、和菌液。
Pd(Ⅱ)浓度：1mM
甲酸钠浓度：50mM
菌体浓度：5.0×1015个细胞/m3
使反应槽10’中的反应液的平均停留时间(HRT)为60分钟，连续地抽出包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1并转移到浓缩槽12中，在浓缩槽12中利用膜组件14进行膜过滤，分离浓缩液W2和过滤水W3，浓缩菌体。膜过滤的过滤线速度(LV)为0.25m/天。
测定过滤水W3的Pd(Ⅱ)浓度，求出过滤水W3的Pd(Ⅱ)浓度与反应槽10’中的Pd(Ⅱ)浓度的比作为Pd的回收率。结果为投入到反应槽10’中的Pd(Ⅱ)的94％以上被回收到菌体内。运转条件以及结果表示在表3中。
[实施例9]
使用图2所示的金属回收装置1’，为使反应槽10’内的反应液(微生物细胞悬浮液)的理论初始浓度达到以下条件，连续地加入含Pd(Ⅱ)的溶液、作为电子供体的甲酸钠、和菌液。
Pd(Ⅱ)浓度：1mM
甲酸钠浓度：200mM
菌体浓度：1.0×1015个细胞/m3
为使反应槽10’中的反应液的平均停留时间(HRT)为10分钟，连续地抽出包含Pd微粒捕集微生物的溶液W1并转移到浓缩槽12中，在浓缩槽12中利用过滤膜进行膜过滤，分离浓缩液W2和过滤水W3，浓缩菌体。膜过滤的过滤线速度(LV)为0.25m/天。
测定过滤水W3的Pd(Ⅱ)浓度，求出过滤水W3的Pd(Ⅱ)浓度与反应槽10’中的Pd(Ⅱ)浓度的比作为Pd的回收率。测定过滤水W3的Pd(Ⅱ)的浓度，在检测范围(0.1质量ppm)以下，投入到反应槽10’内的Pd的99.8％以上被回收到菌体内。运转条件以及结果表示在表3中。
[实施例10]
使用图2所示的金属回收装置1’，为使反应槽10’内的反应液(微生物细胞悬浮液)的理论初始浓度达到以下条件，连续地加入含Ga的溶液和菌液。
Ga(Ⅲ)浓度：0.5mM
菌体浓度：0.7×1016个细胞/m3
为使反应槽10’中的反应液的平均停留时间(HRT)为77分钟，连续地抽出包含吸附有Ga(Ⅲ)离子的微生物的溶液W1并转移到浓缩槽12中，在浓缩槽12中利用膜组件14进行膜过滤，分离浓缩液W2和过滤水W3，浓缩菌体。膜过滤的过滤线速度(LV)为0.25m/天。
测定过滤水W3的Ga(Ⅲ)浓度，求出过滤水W3的Ga(Ⅲ)浓度与反应槽10’中的Ga(Ⅲ)浓度的比作为Ga的回收率。测定过滤水W3的Ga(Ⅲ)的浓度，在检测限(0.1质量ppm)以下，投入到反应槽10’内的Ga(Ⅲ)的99.8％以上被回收到菌体内。运转条件以及结果表示在表3中。
[对照例1]
将使用的膜组件14、膜过滤器换成吸引过滤器，向过滤器的移液速度和抽出过滤水W3的速度为每小时300mL，不将获得的Pd微粒捕集微生物送回至反应液存积槽10，除这些之外，按照与实施例1相同的方法，在表3所示的条件下使用金属回收装置1进行钯的还原捕集反应和浓缩。
膜过滤开始4.5小时以后，测定过滤水W3中Pd(Ⅱ)的浓度，约为500质量ppm。由此发现，在10mM氯化钯(Ⅱ)的水溶液中包含的Pd(Ⅱ)中，95％左右作为过滤水W3被排出到体系外。每1g菌体的钯捕集量为10.9g，认为菌体内捕集的钯多数是在最初还原捕集反应时捕集的。与送回Pd微粒捕集微生物的实施例1相比，从溶液回收的回收率和每1g菌体的钯捕集量表现出显著地下降。
【表1】
【表2】
【表3】

Claims (21)

1.一种含金属离子的溶液的金属浓缩方法，其包含下述工序(1)～(3)，
(1)还原捕集工序：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，得到包含捕集有金属微粒的微生物的溶液；
(2)浓缩工序：利用过滤膜浓缩所述包含捕集有金属微粒的微生物的溶液，得到浓缩液；
(3)送回工序：将所述浓缩液送回至所述工序(1)中进行循环。
2.如权利要求1中所述的金属浓缩方法，所述金属离子为选自由Au、Ag、Pt、Pd、Rh、Ir、Ru和Os形成的组中的一种以上的元素的离子。
3.如权利要求1或2所述的金属浓缩方法，在所述工序(1)中，微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液时，使由所述金属离子还原得到的金属共存于所述溶液中。
4.如权利要求1～3中任一项所述的金属浓缩方法，所述电子供体是碳原子数为1～7的有机物。
5.如权利要求1～4中任一项所述的金属浓缩方法，所述电子供体是碳原子数为1～3的脂肪族羧酸及其盐中的至少一种或两种。
6.如权利要求1～5中任一项所述的金属浓缩方法，所述电子供体为甲酸及其盐中的至少一种或两种。
7.如权利要求1～6中任一项所述的金属浓缩方法，所述微生物为铁还原细菌。
8.如权利要求7所述的金属浓缩方法，所述铁还原细菌为属于施万氏菌属(Shewanella)的细菌。
9.如权利要求8所述的金属浓缩方法，所述属于施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanella algae)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis)。
10.如权利要求1～9中任一项所述的金属浓缩方法，所述过滤膜的平均孔径为0.01μm～1.0μm。
11.一种金属回收方法，该方法是回收通过权利要求1～10中任一项所述的金属浓缩方法得到的所述捕集有金属微粒的微生物的方法，该方法包含下述工序(4)，
(4)回收工序：回收所述包含捕集有金属微粒的微生物的溶液，以使菌体浓度达到1.0×1017个细胞/m3以下。
12.一种含金属离子的溶液的金属回收方法，其包含下述工序(1’)～(4’)，
(1’)捕集工序：使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物内，得到包含捕集有该金属离子的微生物的溶液；
(2’)浓缩工序：利用过滤膜浓缩所述包含捕集有金属离子的微生物的溶液，得到浓缩液；
(3’)送回工序：将所述浓缩液送回至所述工序(1’)中进行循环；
(4’)回收工序：回收所述包含捕集有金属离子的微生物的溶液，以使菌体浓度达到1.0×1017个细胞/m3以下。
13.如权利要求12所述的金属回收方法，所述金属离子为选自由Ga、In、Zn、Sn以及镧系元素形成的组中的一种以上的元素的离子。
14.如权利要求12或13所述的金属回收方法，所述微生物为铁还原细菌。
15.如权利要求14所述的金属回收方法，所述铁还原细菌为属于施万氏菌属(Shewanella)的细菌。
16.如权利要求15所述的金属回收方法，所述属于施万氏菌属的细菌为海藻施万氏菌(Shewanella algae)或奥奈达施万氏菌(Shewanella oneidensis)。
17.如权利要求12～16中任一项所述的金属回收方法，所述过滤膜的平均孔径为0.01μm～1.0μm。
18.一种金属浓缩装置，其具有下述(a)～(c)，
(a)存积部：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，或者使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物内，存积包含如上所述得到的捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液；
(b)浓缩部：利用过滤膜浓缩由所述存积部转移来的所述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液；
(c)送回部：将经所述浓缩部浓缩后的浓缩液送回至所述存积部。
19.如权利要求18所述的金属浓缩装置，其还具有下述(e)，
(e)测定部：测定向所述浓缩部供给的所述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液的菌体浓度。
20.一种金属回收装置，其具有下述(a)～(d)，
(a)存积部：使微生物和电子供体作用于含金属离子的溶液，将金属离子还原成金属微粒的同时将该金属微粒捕集到该微生物内，或者使微生物作用于含金属离子的溶液，将金属离子捕集到该微生物内，存积包含如上所述得到的捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液；
(b)浓缩部：利用过滤膜浓缩由所述存积部转移来的所述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液；
(c)送回部：将经所述浓缩部浓缩后的浓缩液送回至所述存积部；
(d)回收部：从所述存积部以及浓缩部中的至少一个或两个中，回收所述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液。
21.如权利要求20所述的金属回收装置，还具有下述(e)，
(e)测定部：测定向所述浓缩部供给的所述包含捕集有金属微粒或金属离子的微生物的溶液的菌体浓度。
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