(General session) Mineral processing / Environment / Recycling

[3101-09-06] [Student presentation: Master’s course]“Passive treatment of Mn²⁺/Zn²⁺-containing mine water using Mn-oxidizing microorganisms”

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

Chairman:Kazunori Nakashima (Hokkaido University)

Keywords:passive treatment, manganese-oxidizing bacteria, continuous water flow test, acid mine drainage, woodruffite

国内外の多数の休廃止鉱山にて坑廃水の発生が問題となっている。坑廃水中の各種重金属のうち、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。積極的な試薬・動力の投入によりアルカリpH域にて溶存Mn²⁺を酸化除去する従来法（Active Treatment）に対し、微生物活性等の自然力を活用し、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、直方体型アクリル製水槽を小型人工湿地（Mn酸化菌反応槽）と見なし、次の2条件にて国内J鉱山の模擬坑廃水（Mn²⁺ 70 mg/L; Zn²⁺ 2 mg/L; pH 7）を連続通水した：① Down-flow型; 充填剤Bio-zeolite (別鉱山由来のMn酸化菌(SK3株)を予め付着させたzeolite); J鉱山由来Mn sludge途中添加、② Up-flow型; 充填剤 半焼成dolomite; J鉱山由来Mn sludgeを数回植菌。①は開始直後からMn²⁺/Zn²⁺除去率の低下が見られたが、Mn sludge/ calcium carbonateの添加を経てMn²⁺/Zn²⁺除去率は>98%/ 96%を維持した。一方②は開始より110日間、Mn²⁺/Zn²⁺除去率>97%/ 98%を維持した。また、滞留時間短縮でMn²⁺/Zn²⁺除去率が低下したため、再植菌やcalcium carbonate添加により除去率の安定化を試みた。②のプロセスでは、Mn酸化物としてbirnessite以外にwoodruffiteの生成が認められ、これらのバイオ生成機構を調査するため生成鉱物の表面観察や微生物群衆構造解析を試みた。