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公開番号2025088128
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-11
出願番号2023202612
出願日2023-11-30
発明の名称鉄イオン供給装置及び鉄イオン供給方法
出願人日鉄ケミカル&マテリアル株式会社,国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所
代理人個人,個人,個人,弁理士法人田治米国際特許事務所
主分類C02F 1/461 20230101AFI20250604BHJP(水,廃水,下水または汚泥の処理)
要約【課題】設置場所の溶存酸素の有無に関わらず、効率よく大量の鉄イオンを安定して水中へ供給できる手段を提供する。
【解決手段】鉄イオン供給装置100は、鉄イオン溶出部1と、鉄イオン溶出部1に電気的に接続されるカソード部50と、鉄イオン溶出部1とカソード部50を電気的に接続する導線80とを備えている。鉄イオン溶出部1は、1つないし複数の炭素鉄複合体10と、炭素鉄複合体10に接触して配置されている集電材20とを備えている。カソード部50は、導電性材料からなるカソード本体51と、カソード本体51に接触して配置されている第2の集電材としての集電材60と、を有している。カソード部50は、鉄イオン供給装置100で発生した電子を消費する機能を有している。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
水中に鉄イオンを供給する鉄イオン供給装置であって、
鉄イオンを放出する鉄イオン溶出部と、
前記鉄イオン溶出部に電気的に接続されているカソード部と、
を備え、
前記鉄イオン溶出部は、
鉄粒子と炭素材料との焼結体である炭素鉄複合体と、
前記炭素鉄複合体に接触して配置されている第１の集電材と、
を有しており、
前記カソード部は、
導電性材料からなるカソード本体と、
前記カソード本体に接触して配置されている第２の集電材と、
を有しており、
前記鉄イオン溶出部と前記カソード部との間の電気抵抗が１０Ω以下であることを特徴とする鉄イオン供給装置。
続きを表示（約 390 文字）【請求項２】
前記カソード部と、該カソード部に接続している導線の反対側の端部との間で計測される電気抵抗が７Ω以下である請求項１に記載の鉄イオン供給装置。
【請求項３】
前記カソード部は、さらに、前記カソード本体を保持する保持部材を備えており、該保持部材の材質が合成樹脂である請求項１に記載の鉄イオン供給装置。
【請求項４】
前記カソード本体が、鉄よりも酸化還元電位が高い導電性材料で形成された線状、網状又は粒状の部材である請求項１に記載の鉄イオン供給装置。
【請求項５】
前記カソード部が、水面または水面から１ｍ以内の深さに設置されている請求項１に記載の鉄イオン供給装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の鉄イオン供給装置を水中に設置して鉄イオンを溶出させることを特徴とする鉄イオン供給方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水中に設置することにより、高濃度の鉄イオンを長期間安定的に供給し、水環境、例えば底質環境の浄化を行うための鉄イオン供給装置及び鉄イオン供給方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
港湾などの閉鎖性海域は、沿岸都市から流入する過剰な有機物が蓄積し、富栄養化が進行しやすい環境にある。富栄養化の進行は、赤潮の発生などを引き起こすだけでなく、過剰な有機物や栄養塩類が水底に堆積して腐敗することにより底質の環境を悪化させる。そのため、一般的に広くヘドロと呼称される還元性の強い暗黒色の汚泥と化した底質から硫化水素が発生して漁業や生活環境が大きく損なわれる問題がこれまで度々起きてきた。
【０００３】
硫化水素の発生を抑制する方法は、鉄粉や酸化鉄、水酸化鉄を底質に散布することの報告（非特許文献１、非特許文献２）があるが、継続的な効果を得るためには定期的に散布を繰り返さなければならないという課題があった。このため鉄イオン或いは水酸化鉄を水中に継続して供給するために、鉄供給材料を導電性の保持部材で保持した鉄イオン溶出部を、導電性のカソードと電気的に接続した鉄イオン供給装置（特許文献１）が提案されている。しかしながら、この装置は水中に鉄イオンを供給することは可能であるが、鉄イオン溶出部とカソードの間の電気抵抗が大きくなりやすく、鉄イオンを効率的に溶出し続けるためには改善が必要であった。
【０００４】
また、鉄供給材料から鉄イオンが溶出するためには水中に溶存酸素が必要とされるので、鉄供給材料の設置場所は溶存酸素が多い水面付近に制限されており、硫化水素が発生する底層から離れた場所で鉄イオンを供給せざるを得なかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２２－７０８３９号公報
【非特許文献】
【０００６】
井上徹教，藤原裕次，中村由行，２０１７．鉄剤散布による堆積物からの硫化物溶出抑制．海洋理工学会誌，２３，２５－３０．
金谷弦，菊池永祐，２００９．鉄添加により遊離硫化水素を汽水域底泥から除去する実験的手法の検討．東北アジア研究，１３，１７－２８．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術は、鉄イオンを効率的に供給し続けるためにさらなる改良の余地があった。
従って、本発明は、設置場所の溶存酸素の有無に関わらず、効率よく大量の鉄イオンを安定して水中へ供給できる手段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】
【０００８】
本発明者らは鋭意検討の結果、以下の構成により従来技術の課題を解決することを見出し、本発明をなした。
すなわち、本発明の鉄イオン供給装置は、水中に鉄イオンを供給する鉄イオン供給装置であって、
鉄イオンを放出する鉄イオン溶出部と、前記鉄イオン溶出部に電気的に接続されているカソード部と、を備えている。
本発明の鉄イオン供給装置において、前記鉄イオン溶出部は、鉄粒子と炭素材料との焼結体である炭素鉄複合体と、前記炭素鉄複合体に接触して配置されている第１の集電材と、を有しており、
前記カソード部は、導電性材料からなるカソード本体と、前記カソード本体に接触して配置されている第２の集電材と、を有しており、
前記鉄イオン溶出部と前記カソード部との間の電気抵抗が１０Ω以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の鉄イオン供給装置は、前記カソード部と、該カソード部に接続している導線の反対側の端部との間で計測される電気抵抗が７Ω以下であってもよい。
【００１０】
本発明の鉄イオン供給装置において、前記カソード部は、さらに、前記カソード本体を保持する保持部材を備えていてもよく、該保持部材の材質が合成樹脂であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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