(General session) Mineral processing / Environment / Recycling

[1K0401-12-03] [Student presentation: Master’s course] “Development of the microbiological passive treatment process for Mn²⁺/Zn²⁺-containing mine water”

○Taiki Kondo¹, Naoko Okibe¹ (1. Kyushu university)

司会：中村謙吾（東北大学）

Keywords:passive treatment, manganese-oxidizing bacteria, acid mine drainage, woodruffite, birnessite

酸性鉱山廃水(AMD)の発生は、国内外の多数の休廃止鉱山において問題となっている。坑廃水中に含まれる各種重金属のうち、溶存pH-Eh域の広いマンガン(Mn)は除去が困難な金属の一つである。動力や多量の試薬投入によりアルカリpH域にてMn²⁺を酸化除去する従来法（Active Treatment）に対して、微生物活性等の自然力を活用することで、中性pH域にてMn²⁺酸化除去を行うPassive Treatmentが低コスト/低環境負荷の代替法として注目されている。本研究では、半焼成ドロマイト（CaCO₃・MgO）を敷き詰めたup-flow型直方体型アクリル製水槽を人工湿地と見なし、J鉱山由来の常在菌含有Mnスラッジを植菌した。J鉱山坑廃水（Mn²⁺ 70 mg/L; Zn²⁺ 2 mg/L; pH 7）を模擬した合成液を約170日かけて各種条件にて連続通水した。Mn²⁺除去率は開始初期より110日間にわたって、>97% (<1.5 mg/L)（排水基準 Mn: <10 mg/L）に維持された。また、同期間のZn²⁺除去率は>98% (<0.05 mg/L)（排水基準 Zn²⁺: <2 mg/L）であった。滞留時間を短くするとZn²⁺除去率は維持されたもののMn²⁺除去率が低下したため、再植菌によってMn²⁺除去率を安定化させた。このプロセスでは、Mn酸化物としてbirnnesite以外にwoodruffiteの生成が認められた。また、この水槽の後段にもう一槽を接続することで、Mn²⁺ 除去率 >99% (< 0.8 mg/L)、Zn²⁺ 除去率 >99% (< 0.01 mg/L) が得られた。