(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄酸化細菌により２価鉄含有水中の２価鉄を３価鉄に酸化する鉄酸化方法であって、
２価鉄含有水に鉄酸化細菌を添加し、曝気する工程と、
曝気をしつつ撹拌を行う工程と、
曝気をしつつ撹拌を更に行う工程と、
発生した沈殿物を回収する工程とを含み、
前記曝気で導入した空気が、撹拌によるせん断力で気泡化され、
前記鉄酸化細菌の添加が、６０分間沈降させた時の安定堆積（ＳＶ６０）が１０ｖ／ｖ％〜２０ｖ／ｖ％となるように前記沈殿物を添加することを含むことを特徴とする鉄の酸化方法。
【請求項２】
曝気における空気の導入量が、０．３〜３ｍ３（ａｉｒ）／ｍ３（２価鉄含有水）ｍｉｎ／ｋｇ−Ｆｅ（ＩＩ）である請求項１に記載の鉄酸化方法。
【請求項３】
鉄酸化細菌により２価鉄含有水中の２価鉄を３価鉄に酸化する鉄酸化槽を有する鉄酸化装置であって、
２価鉄含有水に鉄酸化細菌を添加し、曝気する第１の鉄酸化槽と、
ブロワーによる曝気、及び撹拌機による撹拌を行う２つ以上の第２の鉄酸化槽と、
前記鉄酸化槽で発生した沈殿物を回収する酸化シックナーと、
前記沈殿物を、６０分間沈降させた時の安定堆積（ＳＶ６０）が１０ｖ／ｖ％〜２０ｖ／ｖ％となるように前記第１の鉄酸化槽に添加する手段とを有し、
ブロワーにより鉄酸化槽内に曝気のための空気を吹き込む空気導入口の開口径が、１０ｍｍ〜４０ｍｍであり、
空気導入口から導入された空気が、撹拌機の撹拌翼の回転によるせん断力で気泡化されることを特徴とする鉄酸化装置。
【請求項４】
ブロワーによる空気の導入量が、０．３〜３ｍ３（ａｉｒ）／ｍ３（２価鉄含有水）ｍｉｎ／ｋｇ−Ｆｅ（ＩＩ）である請求項３に記載の鉄酸化装置。
【請求項５】
撹拌機の回転数が、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍである請求項３から４のいずれかに記載の鉄酸化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉄の酸化方法及び鉄酸化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２価鉄を含有する酸性廃液として金属鉱山から発生する鉱山廃水がある。金属鉱山では、主として硫化鉱物を採掘するため、採掘後には黄鉄鉱、黄銅鉱、閃亜鉛鉱等の鉱物が残り、これらが地下水及び空気中の酸素と反応して酸性で２価鉄、更には重金属等を含んだ鉱山廃水が発生する。
この鉱山廃水は２価鉄が平均で１，０００ｍｇ／Ｌ〜１，２００ｍｇ／Ｌと多量に含まれている上に、ｐＨが２〜３程度と低いため、そのまま公共用水域に放流することはできない。このような鉱山廃水を公共用水域に放流するには、含有されている２価鉄を分離除去する必要がある。
２価鉄の除鉄法としては、２価鉄を３価鉄に酸化し、水酸化第二鉄として沈澱除去する方法がある。例えば、特許文献１には、鉄酸化細菌によって２価鉄を３価鉄に酸化する鉄酸化工程を含む酸性抗廃水の処理方法が提案されている。また、鉄酸化細菌を含む処理槽に空気を吹き込むこと（曝気処理）についても記載されている。しかし、この提案に記載の方法によれば、鉄の酸化は可能なものの、曝気による鉄酸化物の撹拌及び酸化処理には大型のブロワーが必要になるため、動力コストがかかりすぎるのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−５８９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、２価鉄含有水中の２価鉄を効率よく３価鉄に酸化することができる鉄の酸化方法及び鉄酸化装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
＜１＞  ２価鉄含有水に鉄酸化細菌を添加し、曝気及び曝気をしつつ撹拌を行うことにより、２価鉄を３価鉄に酸化することを特徴とする鉄の酸化方法である。
＜２＞  曝気で導入した空気を撹拌によるせん断力で気泡化する前記＜１＞に記載の鉄の酸化方法である。
＜３＞  鉄酸化細菌により２価鉄含有水中の２価鉄を３価鉄に酸化する鉄酸化槽を有する鉄酸化装置であって、
ブロワーによる曝気、及び撹拌機による撹拌を行う鉄酸化槽を２つ以上有することを特徴とする鉄酸化装置である。
＜４＞  ブロワーにより鉄酸化槽内に曝気のための空気を吹き込む空気導入口の開口径が、１０ｍｍ〜４０ｍｍである前記＜３＞に記載の鉄酸化装置である。
＜５＞  空気導入口が撹拌機の撹拌翼の回転径の外周近傍に設けられている前記＜４＞に記載の鉄酸化装置である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、従来における前記諸問題を解決することができ、２価鉄含有水中の２価鉄を効率よく３価鉄に酸化することができる鉄の酸化方法及び鉄酸化装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本発明の鉄の酸化方法の一例を示す工程図である。
【図２】図２は、本発明の鉄酸化装置の一例を示す概略図である。
【図３】図３は、本発明の鉄酸化装置の他の一例を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（鉄の酸化方法）
本発明の鉄の酸化方法は、２価鉄含有水に鉄酸化細菌を添加し、曝気及び曝気をしつつ撹拌を行うことにより、２価鉄を３価鉄に酸化することを特徴とする。
前記鉄の酸化方法は、バッチ処理及び連続処理のいずれにも適用できるが、処理効率の点から連続処理が好ましい。また、曝気及び撹拌を行う工程は、複数回繰り返して行うことが処理効率の点から好ましい。前記「曝気及び曝気をしつつ撹拌」には、先に曝気を行い続いて撹拌を行う態様、曝気と撹拌を同時に行う態様、及び先に撹拌を行い続いて曝気を行う態様のいずれも含まれる。
【０００９】
＜２価鉄含有水＞
前記２価鉄含有水としては、２価鉄を含有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（１）金属鉱山から発生する鉱山廃水、（２）鋼板表面のスケール、汚れ、酸化膜、錆等を除去するため硫酸又は塩酸による鋼板の洗浄後の排水、（３）亜鉛めっき、錫めっき等により表面処理鋼板を製造する際の洗浄排水などが挙げられる。
前記２価鉄含有水中の２価鉄の濃度は、２価鉄含有水の種類などによって異なり一概には規定できないが、５００ｍｇ／Ｌ〜２，０００ｍｇ／Ｌが好ましい。
前記２価鉄含有水のｐＨは、２〜３が好ましい。
前記２価鉄含有水には、２価鉄以外に重金属を含んでいてもよい。前記重金属としては、例えば、銅、鉛、鉄、亜鉛、マンガン、カドミウム、アンチモン、ウラニウムなどが挙げられる。
【００１０】
＜鉄酸化細菌＞
前記２価鉄含有水に鉄酸化細菌を添加する。前記鉄酸化細菌の添加は、一度に行ってもよいが、数回に分けて行ってもよい。また、連続酸化処理を行う場合には、鉄酸化細菌を適宜補充することが好ましい。鉄酸化細菌の添加及び補充方法としては、鉄酸化細菌を用いたバクテリア酸化処理により生成する鉄酸化物を回収し、返送する方法が好適である。
前記鉄酸化細菌による２価鉄の酸化反応は、以下の式で表される。
Ｆｅ２＋  ＋  Ｈ＋＋１／４Ｏ２  →  Ｆｅ３＋  ＋  １／２Ｈ２Ｏ
前記鉄酸化細菌としては、２価鉄含有水中で酸化力を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、チオバチルス・フェロオキシダント（Ｔｈｉｏｂａｃｈｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ）などが挙げられる。これらの中でも、チオバチルス・フェロオキシダントが特に好ましい。チオバチルス・フェロオキシダントは、ｐＨ２〜３で生息し、酸化活性を有するので、ｐＨが低い環境下で２価鉄を３価鉄まで迅速に酸化することができる。そして、３価鉄をｐＨ３〜４として水酸化第二鉄として沈殿除去し、回収することができる。このｐＨでは、２価鉄含有水中に含まれる亜鉛、錫等の金属は水酸化物を作らないので、鉄のみを分離して回収できる。
前記チオバチルス・フェロオキシダントは、排水処理におけるシックナー槽などで発生する沈降殿物泥中に生息しているので、沈降殿物泥をそのまま添加することで鉄酸化細菌を添加することができる。
前記鉄酸化細菌の前記２価鉄含有水中への添加量は、２価鉄含有水中の２価鉄の濃度などに応じて適宜選択することができるが、例えば、反応槽内部のスラッジを６０分間沈降させた時の安定堆積（ＳＶ６０）が１０ｖ／ｖ％〜２０ｖ／ｖ％となるように添加することが最適である。
【００１１】
＜曝気＞
前記曝気とは、水を空気に曝し、水中に空気を供給することを意味し、本発明においては、ブロワーなどにより空気を鉄酸化槽内にそのまま吹き込むことを意味する。
前記ブロワー（送風機）としては、空気に圧力をかけて送り出すことができるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、吐出圧が０．１ｋｇｆ／ｃｍ２〜１．０ｋｇｆ／ｃｍ２のものが好ましい。
前記ブロワーによる空気量は、処理水量と含有２価鉄濃度により決まる。空気量の効率は、０．３〜３ｍ３（ａｉｒ）／ｍ３(鉱水)／ｍｉｎ／ｋｇ-Ｆｅ（ＩＩ）が好ましい。前記効率が、０．３ｍ３（ａｉｒ）／ｍ３(鉱水)／ｍｉｎ／ｋｇ-Ｆｅ（ＩＩ）未満であると、鉄酸化細菌による鉄の酸化に必要な空気を補えなく、かつ鉄酸化槽内部のスラッジを混合できないため鉄を完全に酸化できなくなることがあり、３ｍ３（ａｉｒ）／ｍ３(鉱水)／ｍｉｎ／ｋｇ-Ｆｅ（ＩＩ）を超えると、余剰な曝気により動力費が嵩むことがある。
前記曝気を行いながら撹拌を行う。２価鉄含有水に鉄酸化細菌を添加した際には、撹拌を行わず曝気のみを行えばよい。
【００１２】
＜撹拌＞
前記撹拌に用いる撹拌機としては、曝気による空気をせん断できればよく、インペラ（撹拌翼）を有する撹拌機が好ましい。
前記撹拌機としては、空気をせん断するためのインペラと、２価鉄含有水を撹拌するためのインペラとに機能別としたもの用いてもよい。前記インペラとしては、例えば、プロペラ型、タービン型などが挙げられる。
【００１３】
前記曝気を行いつつ撹拌を行う。前記撹拌機のインペラの回転により曝気で導入した空気をせん断し、気泡化すると共に、生じた乱流により２価鉄含有水の撹拌が行われ、発生した気泡が鉄酸化槽内に拡散される。
本発明においては、撹拌機の撹拌によるせん断力で空気を気泡化するため、大小さまざまな直径の気泡が生じる。大径気泡は鉄酸化槽内の沈殿物と２価鉄含有水の撹拌を促進する。一方、小径気泡は鉄酸化細菌の栄養、又は鉄酸化に寄与する。気泡が小さすぎると、沈殿物が巻き上がらず、酸化効率が悪くなることがあり、気泡が大きすぎると、鉄酸化細菌への酸素供給効率が悪くなることがある。
前記撹拌機の回転数は、１００ｒｐｍ〜５００ｒｐｍが好ましく、１５０ｒｐｍ〜３００ｒｐｍがより好ましい。前記回転数が、１００ｒｐｍ未満であると、空気のせん断が不十分となり、溶存酸素の増加が低下する結果となることがあり、５００ｒｐｍを超えると、鉄酸化槽内部の沈殿物をせん断し、発生殿物の沈降性を低下させるため、沈殿物の回収に大型の設備を要する結果となることがある。
【００１４】
本発明の鉄の酸化方法は、ブロワーによる曝気及び曝気をしつつ、攪拌機による撹拌を行うことにより、ブロワーから吹き出される空気を大小さまざまな直径の気泡にせん断でき、２価鉄含有水の溶存酸素濃度を上昇させ、鉄酸化細菌による酸化効率を向上させることができる。
【００１５】
ここで、図１は、鉄の酸化方法の一例を示す工程図である。２価鉄含有水に鉄酸化細菌を添加した後、ブロワーによる曝気を行う。次いで、曝気及び撹拌を行うことにより、２価鉄を３価鉄に酸化する。酸化された３価鉄を水酸化第二鉄として析出させる。その後、凝集剤を添加し、酸化シックナーで沈殿させる。
酸化シックナーの鉄酸化沈殿泥中には鉄酸化細菌が存在しているので、得られた鉄酸化沈殿泥をそのまま鉄酸化細菌として添加することができる。
【００１６】
（鉄酸化装置）
本発明の鉄酸化装置は、鉄酸化細菌により２価鉄含有水中の２価鉄を３価鉄に酸化する鉄酸化槽を有してなり、ブロワー、撹拌機、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
前記ブロワー及び前記撹拌機としては、上述したものを用いることができる。
【００１７】
前記鉄酸化装置は、ブロワーによる曝気、及び撹拌機による撹拌を行う鉄酸化槽を２つ以上有する。曝気及び撹拌を行う鉄酸化槽の数は、鉄酸化装置の大きさ、処理能力等に応じて適宜調整することができるが、２つ〜５つが好ましい。前記曝気及び撹拌を行う鉄酸化槽の数が２つ以上であると、酸化効率が大幅に向上する。
【００１８】
ブロワーにより鉄酸化槽内に曝気のための空気を吹き込む空気導入口は、各鉄酸化槽の底部に設けられており、各鉄酸化槽の鉛直方向に空気を吹き込むことができる。なお、鉄酸化槽の上部から撹拌機の撹拌翼の回転径の外周近傍に空気導入管を配置して空気を導入することもできる。前記空気導入口は、１つに限られず複数個であってもよい。前記空気導入口の開口径は、１０ｍｍ〜４０ｍｍが好ましい。前記空気導入口の開口径が、１０ｍｍ未満であると、空気導入口が閉塞してしまうことがあり、４０ｍｍを超えると、発生する気泡が大きくなり、気泡の滞留時間が短く、酸素供給及びせん断が不十分となり、鉄の酸化効率が低下することがある。
前記空気導入口が撹拌機の撹拌翼の回転径の外周近傍に設けられていることが、鉄酸化沈殿泥を巻き上げ、撹拌する効果も生じる点から好ましい。
撹拌翼（インペラ）の回転径は、５０ｃｍ〜１００ｃｍが好ましい。
【００１９】
ここで、図２は、本発明の鉄酸化装置の一例を示す概略図である。この図２の鉄酸化装置１００は、Ｓ１〜Ｓ６の各鉄酸化槽を備えている。各鉄酸化槽Ｓ１〜Ｓ６は連続して通水可能に連結されており、連続酸化処理を行えるように構成されている。
まず、処理対象である２価鉄含有水はＳ１槽に導入され、Ｓ１槽からＳ２槽へはアンダーフロー、Ｓ２槽からＳ３槽へはオーバーフロー、Ｓ３槽からＳ４槽へはアンダーフロー、Ｓ４槽からＳ５槽へはオーバーフロー、Ｓ５槽からＳ６槽へはアンダーフローで順次通水できるように構成されている。
Ｓ４槽は、酸化シックナー１０と連結されており、酸化シックナー１０の鉄酸化沈殿泥を投入可能に構成されている。酸化シックナー１０の鉄酸化沈殿泥中には、鉄酸化細菌（チオバチルス・フェロオキシダンス）が含まれている。
Ｓ５槽は５．５ｋＷの撹拌機を配置している。Ｓ６槽は７．５ｋＷの撹拌機を配置している。この実施形態では、撹拌機としては、回転径（直径）４０ｃｍ、２段羽のスクリュー型の撹拌翼（インペラ）を用いている。各撹拌機の回転数は、２６０ｒｐｍである。
ブロワー１１の作動により、Ｓ４槽、Ｓ５槽、及びＳ６槽の各鉄酸化槽に空気量３．３ｍ３／分で送風されるように構成されている。
【００２０】
ブロワーにより鉄酸化槽内に曝気のための空気を吹き込む空気導入口は、Ｓ４槽、Ｓ５槽、及びＳ６槽の各鉄酸化槽の底部に設けられており、ブロワーにより空気導入口から各鉄酸化槽の鉛直方向に空気を吹き込むことができる。この実施形態では、空気導入口が撹拌機の撹拌翼の回転径の外周近傍に設けられている。前記空気導入口の開口径は、２３ｍｍであった。
また、図３に示すように、鉄酸化槽１５の上部から撹拌機１２の撹拌翼１４の回転径の外周近傍に空気導入管１３を配置して空気を導入することもできる。
なお、図３に示すように、撹拌機の大きさ（撹拌翼１４の回転径）は、鉄酸化槽１５の容量に比べてかなり小さいので、曝気で導入した空気のせん断効果は高いが、撹拌機１２による２価鉄含有水１６の撹拌効果は小さい。
【００２１】
本発明の鉄の酸化方法及び鉄酸化装置により、２価鉄含有水中の２価鉄が３価鉄に酸化され、３価鉄を水酸化第二鉄として析出させる。その後、凝集剤などを添加し、シックナー槽で沈殿させてスラリーとし、このスラリーを脱水してケーキに加工することによって処理される。
【００２２】
本発明の鉄の酸化方法及び鉄酸化装置は、２価鉄含有水中の２価鉄を効率よく３価鉄に酸化することができるので、例えば、金属鉱山から発生する鉱山廃水、鋼板表面のスケール、汚れ、酸化膜、錆等を除去するため硫酸又は塩酸による鋼板の洗浄後の排水、亜鉛めっき、錫めっき等により表面処理鋼板を製造する際の洗浄排水などから２価鉄を除鉄するのに好適に用いられる。
【実施例】
【００２３】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
【００２４】
（実験例１）
撹拌機とブロワーを備えた５０ｍ３の鉄酸化槽を用いて、下記条件で曝気における撹拌の有無の効果を確認した。
２価鉄の濃度１．０５ｇ／Ｌの２価鉄含有水を用い、ブロワーによる空気量が３．３ｍ３／分・槽、撹拌機（撹拌翼は直径４０ｃｍ、２段羽のスクリュー型）が５．５ｋＷ、流入水が１８０ｍ３／ｈｒ、鉄酸化細菌（チオバチルス・フェロオキシダント）をＳＶ６０＝１０ｖ／ｖ％の条件で、２４時間酸化処理試験を行った。
酸化処理試験後、以下のようにして、溶存酸素濃度及び２価鉄の濃度を測定した。結果を表１に示す。
【００２５】
＜溶存酸素濃度の測定＞
溶存酸素（ＤＯ）濃度の測定には、ハンディータイプの溶存酸素計（株式会社堀場製作所製、ＨＯＲＩＢＡ  ＯＭ  ５１−１０）を用いた。溶存酸素は、鉄酸化槽液面下２０ｃｍ程度となるように電極を浸漬し、測定を行った。
【００２６】
＜２価鉄の濃度の測定＞
２価鉄の測定用試料は採取後、直ちに密栓した。採取した試料は、１時間以内に過マンガン酸カリウムによる滴定法で２価鉄の濃度を測定した。滴定の終点は、着色により判断した。
【００２７】
【表１】
0005846871.tif 000002
表１の結果から、曝気と撹拌による通気せん断を行うと２価鉄含有水中の溶存酸素濃度が増え、２価鉄の濃度が減少することから、２価鉄が酸化されており、酸化効率が向上していることが分かった。即ち、溶存酸素濃度の増加は１０％程度の差であるが、２価鉄の濃度の減少は３０％程度の差となり、溶存酸素が効率良く、鉄酸化細菌により消費され、２価鉄の濃度が減少していることから、２価鉄が３価鉄に効率よく酸化されていることが分かった。
【００２８】
（実験例２）
撹拌機とブロワーを備えた５０ｍ３の鉄酸化槽を用いて、下記条件で溶存酸素濃度と曝気における撹拌の有無の効果を確認した。
２価鉄を含まない水を用い、ブロワーによる空気量１０ｍ３／分、撹拌機（撹拌翼は直径４０ｃｍ、２段羽のスクリュー型）５．５ｋＷ、流入水１８０ｍ３／ｈｒ、鉄酸化細菌（チオバチルス・フェロオキシダント）のスラッジの返送なしの条件で、２４時間酸化処理試験を行った。
酸化処理試験後、上記実験例１と同様にして、溶存酸素濃度を測定した。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
0005846871.tif 000003
表２の結果から、曝気と撹拌による通気せん断を行うと、溶存酸素濃度が３０％以上増えることが分かった。
【００３０】
実験例１及び実験例２の結果から、曝気と撹拌を併用することにより水中の溶存酸素濃度が顕著に増大することが分かった。
実験例１と実験例２では、溶存酸素濃度の上昇率が異なり、実験例１では変化が少なかった。実験例１のように鉄酸化細菌が添加されていると、鉄酸化細菌により２価鉄の酸化が促進され、酸素は２価鉄の酸化に消費されるため溶存酸素濃度の上昇は抑えられていた。このことから、曝気及び撹拌を行うことにより鉄酸化細菌による酸化効率が向上することが分かった。
【００３１】
（実施例１）
図２に示すＳ１〜Ｓ６の６つの鉄酸化槽を有する鉄酸化装置１００を用いて、以下の条件で、２価鉄含有水の酸化実験を行った。
【００３２】
＜２価鉄含有水＞
処理対象である２価鉄含有水としては、柵原鉱山（岡山県）の鉱水を用いた。
２価鉄の濃度は１．０５ｇ／Ｌであり、３価鉄は含まれていなかった。２価鉄含有水の温度は３００Ｋ（２７℃）、ｐＨは３であった。
【００３３】
＜鉄酸化細菌＞
鉄酸化細菌としては、チオバチルス・フェロオキシダンス（Ｔｈｉｏｂａｃｈｉｌｌｕｓ ｆｅｒｒｏｏｘｉｄａｎｓ）を用いた。このチオバチルス・フェロオキシダンスは酸化シックナーの鉄酸化沈殿泥（比重２）中に含まれているので、鉄酸化沈殿泥ごとＳ４槽に投入（６０ｍ３／ｈｒ）することにより鉄酸化細菌を添加した。
【００３４】
＜鉄酸化装置＞
図２に示すＳ１〜Ｓ６の各鉄酸化槽の容量は５０ｍ３であり、各鉄酸化槽は連続して通水可能に連結されており、連続酸化処理を行えるように構成されている。
まず、処理対象である２価鉄含有水はＳ１槽に導入され、その流量は１８０ｍ３／ｈｒであった。
Ｓ１槽からＳ２槽へはアンダーフロー、Ｓ２槽からＳ３槽へはオーバーフロー、Ｓ３槽からＳ４槽へはアンダーフロー、Ｓ４槽からＳ５槽へはオーバーフロー、Ｓ５槽からＳ６槽へはアンダーフローで順次通水できるように構成されている。
Ｓ１〜Ｓ３槽では酸化処理は行っておらず、Ｓ４槽〜Ｓ６槽の各槽における処理時間はそれぞれ０．２５時間であり、合計０．７５時間の酸化処理を行った。
Ｓ４槽は、酸化シックナー１０と連結されており、酸化シックナーの鉄酸化泥を投入可能に構成されている。酸化シックナー１０の鉄酸化沈殿泥中には、鉄酸化細菌（チオバチルス・フェロオキシダンス）が含まれている。
Ｓ５槽は、５．５ｋＷの撹拌機１２を配置している。Ｓ６槽は７．５ｋＷの撹拌機１２を配置した。撹拌機の撹拌翼は、直径４０ｃｍ、２段羽のスクリュー型である。各撹拌機の回転数は、２６０ｒｐｍであった。
ブロワー１１の作動により、Ｓ４槽、Ｓ５槽、及びＳ６層の各鉄酸化槽に空気量が３．３ｍ３／分で送風されるように構成されている。
ブロワー１１により各鉄酸化槽内に曝気のための空気を吹き込む空気導入口は、各鉄酸化槽の底部に設けられている。この空気導入口から各鉄酸化槽内に鉛直方向に空気を吹き込むことができる。その際、空気導入口を撹拌機の撹拌翼の回転径の外周近傍に配置することにより、沈殿物を巻き上げ、撹拌する効果が生じる。この実施例１では、空気導入口の開口径は、２３ｍｍであった。
各鉄酸化槽における２価鉄の濃度を、実験例１と同様にして測定した。結果を表３に示す。
【００３５】
【表３】
0005846871.tif 000004
表３の結果から、２価鉄含有水が鉄酸化槽に通水しているだけのＳ１槽〜Ｓ３槽では、２価鉄濃度の変化はなく、２価鉄の酸化反応は生じていない。
Ｓ４槽では、鉄酸化細菌の添加と曝気を行っているので、２価鉄が３価鉄に２０％程度酸化され、２価鉄濃度が減少した。
Ｓ５槽では、曝気と撹拌を行うことにより２価鉄の酸化が向上し、２価鉄濃度が顕著に低下し、初期の２価鉄の８０％以上が酸化された状態となった。即ち、鉄酸化細菌の添加と曝気では２０％程度の酸化であったものが、撹拌を行うと８０％以上まで酸化されることが分かった。
Ｓ５槽〜Ｓ６槽では、２槽にわたって撹拌及び曝気を繰り返した結果、更に２価鉄の酸化が行われ、９０％以上まで２価鉄を酸化することができた。
なお、酸化処理中に通気配管の閉塞はなく、長期間にわたり連続運転が可能であった。
【００３６】
（比較例１）
実施例１において、Ｓ５槽及びＳ６槽において撹拌を行わなかった以外は、実施例１と同様にして、鉄酸化を行った。
各鉄酸化槽における２価鉄の濃度を、実験例１と同様にして測定した。結果を表４に示す。
【００３７】
【表４】
0005846871.tif 000005
表４の結果から、撹拌を行わなかった比較例１では、Ｓ５槽及びＳ６槽での２価鉄の濃度は、０．４ｇ／Ｌ〜０．５ｇ／Ｌであり、実施例１に比べて酸化効率が低かった。
【００３８】
(比較例２)
実施例１において、Ｓ５槽及びＳ６槽で鉄酸化細菌の添加と、微小気泡の通気（空気排出口が５ｍｍ以下となるように吐出口を加工した）を行った以外は、実施例１と同様にして、鉄酸化を行った。その結果、酸化処理中に通気配管が閉塞してしまい、２価鉄の酸化は一部できたが、継続的な実施は不可能であった。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明の鉄の酸化方法及び鉄酸化装置は、２価鉄含有水中の２価鉄を効率よく３価鉄に酸化することができるので、例えば、金属鉱山から発生する鉱山廃水、鋼板表面のスケール、汚れ、酸化膜、錆等を除去するため硫酸又は塩酸による鋼板の洗浄後の排水、亜鉛めっき、錫めっき等により表面処理鋼板を製造する際の洗浄排水などから２価鉄を分離除去するのに好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４０】
１０      酸化シックナー
１１      ブロワー
１２      撹拌機
１３      空気導入管
１４      撹拌翼
１５      鉄酸化槽
１６      ２価鉄含有水
１００      鉄酸化装置
Ｓ１〜Ｓ６      鉄酸化槽
【図３】
0005846871.tif 000006
【図１】
0005846871.tif 000007
【図２】
0005846871.tif 000008