JP6194451B2 - コンクリート又はセメント構造体排水の処理装置 - Google Patents
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Description
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。
以下、請求項に沿って記述する。
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。
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。
以下図に沿って説明する。
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(Fe2+)を酸化して三価の鉄イオン(Fe3+)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。
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。
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)
- 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。
- 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。
- 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。
- 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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