JP2016002501A - コンクリート又はセメント構造体排水の処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】硫酸の様な強酸や炭酸ガスの様な弱酸を使わない、コンクリート又はセメント構造体の工事で発生する排水や、コンクリート又はセメント貯水枡の排水等のアルカリ性排水を中和する装置の提供。【解決手段】コンクリート又はセメント排水を入れる容器１１０と容器内に配置され鉄バクテリア１２０を表面に付着する繊維担体１３０の集合体とを備え、繊維担体１３０上で鉄バクテリア１２０による酸化で生成された三価鉄イオンにより、排水中の水酸イオンを捕獲し水酸化第二鉄として沈殿させるコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置。繊維担体１３０に付着した鉄バクテリア１２０と沈殿物による繊維担体１３０の集合体の間の詰りを防止する為に繊維担体１３０の集合体の下から空気又は、酸素、窒素、炭酸ガス等の気体又は液体を噴出させ攪拌する気体又は液体噴出手段１６０を備えたコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置。【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート又はセメントを扱う工事や貯水枡から出るアルカリ性の排水の処理装置に関するものである。

コンクリート又はセメント構造体の工事で発生する排水や、コンクリート又はセメント貯水枡の排水等のアルカリ性排水を中和する装置は、硫酸のような強酸を使うもの、炭酸ガスのような弱酸を使うものが知られているが、これらの酸を多量に使う費用が大きいため他の安価な処理が求められている。

このような中で、金属を含む酸性の排水の中和と金属を除く処理装置では、以下のような提案がある。
特許文献１、特許文献２では、鉄を多量に含む鉱山排水から鉄を除くための処理方法であり、鉄酸化バクテリアを使って二価鉄塩を効果的に酸化して三価鉄塩にするものである。
特許文献３では、鉄を含む酸性鉱山排水の処理方法であり、鉄の除去では、鉄酸化バクテリアを使って、やはり、二価鉄イオンを三価鉄イオンに酸化していて、珪酸塩系の繊維状無機物質表面に析出している。その後、酸性の中和処理を行っている。同様に、特許文献４では、バクテリア酸化により、第二鉄イオンを生成し、これを中和槽で炭酸カルシウムを添加して中和する。このとき、第二鉄イオンは水酸化鉄等になり、バクテリアの着床体になる記述もある。特許文献５では、やはり、鉄を含む酸性鉱山排水の処理にいて砒素の分離するための処理用吸着剤と方法に関するが、この中でも、鉄バクテリア存在下曝気により、第一鉄イオンを酸化して第二鉄イオンにし、炭酸カルシウムによる中和沈殿処理が行うことで鉄イオンを水酸化物として沈殿除去させることが記述されている。
いずれも、酸性溶液中での鉄の除去と中和に目的を置いた処理であるが、逆にアルカリ性溶液の処理を対象にはされていないのが現状である。

特開昭４７−３８９８１ 特開昭４７−４４７１７ 特開２００５−５８９５５ 特開２００８−６３８４ 特開２００８−２０７１１０

本発明の課題は、硫酸のような強酸や炭酸ガスのような弱酸を使わない、コンクリート又はセメント構造体の工事で発生する排水や、コンクリート又はセメント貯水枡の排水等のアルカリ性排水を中和する装置を提供することである。

本発明にかかるコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置は、コンクリート又はセメント排水を入れる容器と容器内に配置され鉄バクテリアを表面に付着する繊維担体の集合体とを備え、繊維担体上で鉄バクテリアによる酸化で生成された三価鉄イオンにより、コンクリート又はセメント排水中の水酸イオンを捕獲し水酸化第二鉄として沈殿させるものである。
以下、請求項に沿って記述する。

請求項１記載の発明は、コンクリート又はセメント構造体排水の処理装置であって、
排水口からコンクリート又はセメント排水を入れる容器と、コンクリート又はセメント排水に浸され、鉄バクテリアを表面に付着する繊維担体の集合体と、前記繊維担体の集合体に隔てられた一方からの排水が、前記繊維担体の集合体の間を通過して、前記繊維担体の集合体に隔てられた他方に抜け、前記鉄バクテリアは、排水中の二価鉄イオンを酸化して三価鉄イオンにし、前記三価鉄イオンが、前記コンクリート又はセメント排水中の水酸イオンと結合して、水酸化第二鉄の沈殿物を前記繊維担体上に生じ、前記沈殿物をろ過せしめることで、コンクリート又はセメント排水中の水酸イオンを低減して、排水基準値内にして排水することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置において、前記繊維担体に付着した前記鉄バクテリアと前記沈殿物による前記繊維担体の集合体の間のつまりを防止するために前記前記繊維担体の集合体の下から気体及び液体を噴出させ攪拌する気体及び液体噴出手段を備えたことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２記載のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置において、
前記気体は、空気又は、酸素、窒素、炭酸ガスのいずれかであることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置に置いて、前記容器を密閉にして、前記の気体を閉空間に密閉し、その圧力を常圧以上にすることを特徴とする。

以上の様に構成されているので、強酸や弱酸を特別に付加しなくともコンクリート又はセメント排水のＰＨを排水基準値内にすることができ、処理コストを安価にすることができる。

本発明のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置の構成の一実施態様を示す図である。 本発明のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置の別の構成の一実施態様と直列接続した実施態様を示す図である。 本発明のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置での排水放置試験でのＰＨの変異を示す図である。

本発明によるコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置は、コンクリート又はセメント排水を入れる容器と容器内に配置され鉄バクテリアを表面に付着する繊維担体の集合体とを備え、繊維担体上で鉄バクテリアによる酸化で生成された三価鉄イオンにより、コンクリート又はセメント排水中の水酸イオンを捕獲し水酸化第二鉄として沈殿させるものである。
以下図に沿って説明する。

図１は、本発明のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置の構成の一実施態様を示す図である。
処理装置は、排水を入れる容器１１０と鉄バクテリア１２０が付着し、又、ろ過材ともなる繊維担体１３０とを備えている。繊維担体１３０は、ポリエステル球状繊維担体として市販もされているので利用できる。尚、繊維担体１３０としては、木質チップや吸着ろ過材等も利用できる。繊維担体１３０を保持する細かい網目の担体保持容器１４０があれば好都合である。容器１１０には、コンクリート又はセメント排水を導入する排水導入部１５０があり、ここから排水が容器１１０に入って貯水される。排水は、コンクリート又はセメントと接していたので、カルシウムイオンと水酸基を含んでいて、ＰＨ１２近い強いアルカリ性（塩基性）である。これが、繊維担体１３０のある部分に導入される。繊維担体１３０上では、鉄バクテリア１２０が付着していて、排水中に存在するまたは、意図的に加えた鉄、特にニ価の鉄イオン（Ｆｅ^２＋）を酸化して三価の鉄イオン（Ｆｅ^３＋）にする。この三価の鉄イオンは、水酸基（ＯＨ⁻）と結合して、水酸化第二鉄（Ｆｅ（ＯＨ）_３）の沈殿を生じる。水酸基が減少するので、中性側にＰＨは低下する。この反応は、ＰＨが２程度の酸性側では速いが、アルカリ性では遅い。図３には、一実験例を示す。最初１０．５８であったコンクリート又はセメント排水のＰＨが、次第に下がって、８．５２になっている。極めて緩慢であるが、鉄イオン濃度や鉄バクテリアの量、酸素濃度を検討すれば、反応を速めることができる。このために、容器空間を密閉状態にし、特に酸素の圧力を常圧以上に保持することが好都合である。酸素の圧力を上げると、鉄の酸化を促進する。
尚、この図には、他に、酸素、窒素や空気などの気体や水などの液体を入れて繊維担体１３０を攪拌する気体又は液体配管１６０も備えている。沈殿物による繊維担体１３０のつまりを時々除く機能をする。又、処理された排水のＰＨを測定するＰＨ計器１７０を備えて、この出力により開閉する電磁栓１８０を排水の入力と出力の配管１９０に備えるとよい。ＰＨが十分な値になるまで、特に排水出力をしないことができる。

図２は、本発明のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置の別の構成の一実施態様と直列接続した実施態様を示す図である。図１と図２の２−Ａとの違いは、入力する排水が繊維担体１３０の下側から入ってきて上側に抜けるようになっていることである。このため、出力配管は、繊維担体１３０の上の上澄みを排出するようになっている。
２−Ｂには、２−Ａのものを２段直列に繋いだものである。複数段の構成により徐々にＰＨを下げることが可能である。このような場合は、各ＰＨ計器による電磁栓１８０の制御の閾値は同じでなくともよい。

以上のように本発明によるコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置では、強酸や弱酸を意図的に付加することなくコンクリート又はセメント排水のＰＨを９以下に下げることができ、排水基準内にできるので産業上利用して極めて好都合である。

１１０ 容器
１２０ 鉄バクテリア
１３０ 繊維担体
１４０ 担体保持容器
１５０ 排水導入部
１６０ 気体又は液体配管
１７０ ＰＨ計器
１８０ 電磁栓
１９０ 配管

Claims (4)

1. 排水口からコンクリート又はセメント排水を入れる容器と、コンクリート又はセメント排水に浸され、鉄バクテリアを表面に付着する繊維担体の集合体と、前記繊維担体の集合体に隔てられた一方からの排水が、前記繊維担体の集合体の間を通過して、前記繊維担体の集合体に隔てられた他方に抜け、前記鉄バクテリアは、排水中の二価鉄イオンを酸化して三価鉄イオンにし、前記三価鉄イオンが、前記コンクリート又はセメント排水中の水酸イオンと結合して、水酸化第二鉄の沈殿物を前記繊維担体上に生じ、前記沈殿物をろ過せしめることで、コンクリート又はセメント排水中の水酸イオンを低減して、排水基準値内にして排水することを特徴とするコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置。
2. 前記繊維担体に付着した前記鉄バクテリアと前記沈殿物による前記繊維担体の集合体の間のつまりを防止するために前記前記繊維担体の集合体の下から気体又は液体を噴出させ攪拌する気体又は液体噴出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置。
3. 前記気体は、空気又は、酸素、窒素、炭酸ガスのいずれかであることを特徴とする請求項２記載のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置。
4. 前記容器を密閉にして、前記の気体を閉空間に密閉し、その圧力を常圧以上にすることを特徴とする請求項２又は請求項３記載のコンクリート又はセメント構造体排水の処理装置。

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