JP4520963B2 - 低pH廃水に含まれる第一鉄イオンのバクテリア酸化方法 - Google Patents
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原水(坑廃水)を3L/min、バクテリア泥を0.3L/minの条件で連続通水した。本発明におけるバクテリア酸化槽2の水理学的滞留時間(以下、「HRT」という。)は60minとし、中和槽3のHRTは60minとした。酸化・中和法における酸化中和槽21のHRTは120minとした。
本発明の方法による酸化系1で、坑廃水、バクテリア酸化槽2、中和槽3及びバクテリア回収槽4のそれぞれのpHの変化を測定し、かつ、酸化・中和法による酸化系20で、坑廃水、酸化中和槽21及びバクテリア回収槽23のそれぞれのpHの変化を測定した結果を図5に示す。本発明の方法によると、バクテリア酸化槽2のpHは、坑廃水(pH=1.8)とバクテリア泥(pH=3.5)を混合するだけで鉄酸化バクテリアの活性化に最適なpH=2.5に極めて近いpH=2.7となった。またバクテリア酸化槽2のpHは、次の反応の組み合わせで変化したものと理解できた。
a)バクテリア泥に残存、酸化系1を循環する炭酸カルシウムが原水のH+を中和する。
CaCO3+H2SO4→H2O+Ca2++SO4 2-+CO2
b)バクテリア泥が原水のH+を中和する。
Fe(OH)3+H2SO4→Fe(OH)SO4+2H2O
c)バクテリア酸化で原水のH+を消費する。
4FeSO4+2H2SO4+O2→2Fe2(SO4)3+2H2O
(2)pHの低下に寄与する反応
a)溶解性Fe3+の殿物化
Fe2(SO4)3+2H2O→2Fe(OH)SO4+H2SO4
本発明の方法による酸化系1で、坑廃水、バクテリア酸化槽2、中和槽3及びバクテリア回収槽4のそれぞれの第一鉄濃度の変化を測定し、かつ、酸化・中和法による酸化系20で、坑廃水、酸化中和槽21及びバクテリア回収槽23のそれぞれの第一鉄濃度の変化を測定した結果を図6に示す。本発明の方法によると、バクテリア酸化槽2の出口で99%以上酸化されている。また対照となる酸化・中和法でもこの例では99%以上酸化している。
本発明と酸化・中和法のそれぞれで得られたバクテリア泥のX線回折チャートを図7に示す。この結果によると、本発明のバクテリア泥からは低結晶性鉄(III)酸化水酸化硫酸塩であるシュベルトマナイトが検出された(図7(a))。これに対し、酸化・中和法のバクテリア泥からは二水石膏が検出された(図7(b))。
本発明と酸化・中和法のそれぞれで得られたバクテリア泥の走査型電子顕微鏡写真(SEM写真)を図8に示す。この結果によると、酸化・中和法で得られたバクテリア泥には、石膏の結晶が存在する(図8(b))。また本発明で得られたバクテリア泥(図8(a))と、酸化・中和法で得られたバクテリア泥(図8(b))の粒子を比較すると、本発明による粒子は酸化・中和法による粒子に比べて小さいことがわかる。
本発明と酸化・中和法のそれぞれで得られたバクテリア泥の粒度分布を図9に示す。この結果からも、本発明によるバクテリア泥の粒子は、酸化・中和法によるバクテリア泥の粒子に比べて小さいことがわかる。
本発明と酸化・中和法のそれぞれで得られたバクテリア泥を組成分析して得られた組成を表1に示す。酸化・中和法によるバクテリア泥には、本発明によるバクテリア泥に比べて石膏が多く含まれていることがわかる。
本発明と酸化・中和法のそれぞれで得られたバクテリア泥に現存するバクテリア数を計数した結果を図10に示す。この結果によると、本発明で得られたバクテリア泥には、酸化・中和法によるバクテリア泥に比べて全菌数、生菌数が共により多く存在していることがわかる。
X線回折チャート、走査型電子顕微鏡写真、粒度分布図、組成分析の結果から明らかなように、本発明によるバクテリア泥に含まれる石膏は微量であるのに対し、酸化・中和法によるバクテリア泥にはより多くの石膏が含まれている。また酸化・中和法によるバクテリア泥は粒度が大きくなりつつあると考えられる。したがって、本発明によるバクテリア泥の方が、酸化・中和法のバクテリア泥に比べ、粒子が小さいという点で鉄酸化バクテリアの着床体に適していると言える。
2 バクテリア酸化槽
3 中和槽
4 バクテリア回収槽
Claims (2)
- 廃水に含まれる第一鉄イオンを鉄酸化バクテリアにより酸化するバクテリア酸化方法であって、
バクテリア酸化槽と中和槽とバクテリア回収槽からなる酸化系を構成し、
前記バクテリア酸化槽には廃水を導くと共に、前記バクテリア回収槽で回収したバクテリア泥を、前記バクテリア酸化槽のpHを1.5〜3.5の範囲になる量に調整して環流させ、廃水に含まれる第一鉄イオンを酸化する工程と、
前記バクテリア酸化槽で酸化した廃水を前記中和槽に供給し、酸化によって生成する第二鉄イオンを中和して鉄酸化バクテリアの着床体となる鉄殿物を生成する工程と、
前記中和槽で中和した廃水を前記バクテリア回収槽に供給し、固液分離を行ってバクテリア泥を回収する工程とを有することを特徴とする低pH廃水に含まれる第一鉄イオンのバクテリア酸化方法。 - 前記中和槽には炭酸カルシウムを添加する請求項1記載の低pH廃水に含まれる第一鉄イオンのバクテリア酸化方法。
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