JOGMECでは、昭和50年代より休廃止鉱山における鉱害防止対策の効率化・費用低減化等のために必要な技術開発を行い、堆積場対策や坑道閉塞のほか、中和殿物の処分等に関する成果を手引きや指針としてとりまとめてきました。
近年は、坑廃水処理の省力化・省エネルギー化を図る技術開発など、現場のニーズに基づいた様々な技術開発テーマに取り組んでおり、特に自然回帰型坑廃水浄化システム(パッシブトリートメント)による坑廃水処理事業の効率化・費用低減化を目的とした調査研究に注力しています。
パッシブトリートメントによる坑廃水処理事業の効率化・費用低減化
現行の坑廃水処理(アクティブトリートメント)では薬剤、電力、管理人員を常時必要としていますが、パッシブトリートメントはこれらを極力必要としないメンテナンスフリーに近い水処理技術です。この技術を坑廃水処理に活用することで、処理費用の大幅な削減が期待できます。
パッシブトリートメントの特徴は、微生物によって重金属を沈殿除去しやすい状態に変えたり、植物によって重金属を濾過・吸収したりするなど、自然の浄化作用を最大限利用することにあります(図1)。
海外では石炭鉱山から排出される鉄を含む坑廃水への実用化事例(写真1)はありますが、金属鉱山から排出される重金属(亜鉛・カドミウム等)を含む酸性坑廃水に対する適用事例はまだ少なく、研究段階です。
国内で適用するためには、地形的な制約や坑廃水量の変動等、様々な技術課題への対応が必要であるところ、JOGMECでは特に嫌気性微生物を活用した処理技術に着目し、将来的な現場への実導入を目指して実証試験を実施しています。
具体的には、有機系廃棄物などを充填したカラムや反応槽を嫌気条件(酸素のない状態)に保ち、本条件下で働く微生物「硫酸還元菌(SRB:Sulfate Reducing Bacteria)」によって坑廃水中の重金属を硫化物にして除去する処理法の研究に取り組んでいます(図2、写真2)。
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図1 パッシブトリートメント技術の概念
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写真1 パッシブトリートメントの導入事例
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図2 嫌気性微生物を活用した処理プロセスの概念
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写真2 実証試験の状況
パッシブトリートメントの休廃止鉱山への実導入に向けた取組み
休廃止鉱山における坑廃水処理の省力化・省エネルギー化にあたり、JOGMECでは経済産業省からの委託事業に基づき、シュミレーションモデルを活用した地下水流動解析による発生源対策や新たな緑化技術の検討をはじめ、モデル鉱山におけるパッシブトリートメントの実証試験や下流の利水点等での水質や生態系への安全性を確保した上で坑廃水を管理する「利水点等管理」の実施に向けた検討を行い、各技術に関するガイダンスを作成しました。
また、最近では休廃止鉱山を管理する地方自治体からの依頼に基づき、パッシブトリートメントの実導入に向けた実証試験等の取組みを推進しています。そのほか、従来の処理法では高コストであり、パッシブトリートメントの適用が期待されるマンガンや中性坑廃水中のヒ素、あるいは高濃度の亜鉛・カドミウムへの適応可能性拡大へ向け、実証試験による処理性の把握をはじめ、スケールアップを図る上での条件や課題といった、将来的な実導入にあたり必要となる知見やノウハウの蓄積を進めております。
鉱害防止事業におけるカーボンニュートラルの推進等に資する調査研究
休廃止鉱山における坑廃水処理事業等においても様々な場面で温室効果ガスを排出しており、鉱害防止事業におけるカーボンニュートラルの推進の観点からは対策の余地が残されております。
JOGMECでは本観点に基づく技術開発の一環として、休廃止鉱山のズリ石を利用した二酸化炭素の固定のほか、低炭素型中和剤の開発や坑廃水処理によって生じた汚泥の再利用に向けた調査研究に取り込んでおります。