JP2004223351A

JP2004223351A - 水生生物の処理方法および装置

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Publication number: JP2004223351A
Application number: JP2003012024A
Authority: JP
Inventors: Tomomi Sato; 知巳佐藤; Osamu Kanai; 修金井
Original assignee: Organo Corp; Japan Organo Co Ltd
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2003-01-21
Filing date: 2003-01-21
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2023-01-21
Also published as: JP3923020B2

Abstract

【課題】ＣＯＤ吸着塔への通水の前段までに極力ＣＯＤ負荷を低減させ、ＣＯＤ吸着塔の寿命を延長して長期間にわたる安定運転を可能にするとともにランニングコストを低減し、システムからの最終処理水のＣＯＤ値をより確実に基準値以下に低下させることを可能とする水生生物の処理方法および装置を提供する。
【解決手段】陸揚げされた水生生物を一次貯留して凝集剤を添加するとともに、該水生生物をその小片と含有水とに破砕し、後段処理系に移送して凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離し、分離された被処理水からＣＯＤ成分を除去する水生生物の処理方法において、前記ＣＯＤ除去よりも前のいずれかの工程にて、処理対象中にヒドロキシラジカルを生成する酸化処理を施すことを特徴とする水生生物の処理方法および装置。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラゲ等の水生生物の処理方法および処理装置に関し、特に海水を冷却水として大量に取水する取水路で除去、回収されたクラゲ等の水生生物を効率的に処理する水生生物の処理方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電所等の臨海プラントでは海水が冷却水として大量に使用されているが、この海水取水路にはクラゲ等の水生生物（海生生物）が混入する。これらの水生生物を放置すると、取水路の閉塞、冷却取水量の低下を引き起こし、プラントの冷却効率の低下を招く。さらに、プラント機器の故障、稼働率の低下、最終的には発電所の停止等にも繋がり、さまざまな弊害を引き起こしている。このような臨海プラントでは、種々の弊害からプラントを保護する目的で、取水路にスクリーンを設け、取水路に海水とともに混入した水生生物を捕捉し陸揚げして除去回収処分している。
【０００３】
また、スクリーンで捕捉したクラゲ等の水生生物を破砕し、物理化学的手段にてＣＯＤの除去を行い放流するといった処理も実施されている。具体的なシステム例としては、クラゲ等の水生生物を「破砕→凝集→固液分離→濾過→活性炭処理」等の一連の工程により処理するシステムが挙げられ、ＣＯＤの放流基準値以下まで低減されていることを確認した後、海域に放流している。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１２２７１３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
海域より陸揚げされたクラゲ等の水生生物を処理し、その処理水を海域に返送する際には、上述の如くＣＯＤ値を放流基準値以下に低減する必要がある。しかし、一般にクラゲ等の水生生物の被処理水のＣＯＤは低減が困難であって、凝集＋濾過処理だけでは十分な処理が難しく、システムの最終部に位置する活性炭塔等のＣＯＤ吸着塔へＣＯＤ成分が高負荷のまま供給されてしまうことになる。その結果、活性炭等のブレークが早まり、ランニングコストが非常に高くなってしまう。さらに、活性炭等を通しても十分に処理されないことがある。したがって、できるだけＣＯＤ吸着塔への通水の前段までにＣＯＤ負荷を低減させることが重要な課題となっている。
【０００６】
そこで本発明の課題は、ＣＯＤ吸着塔への通水の前段までに極力ＣＯＤ負荷を低減させ、ＣＯＤ吸着塔の寿命を延長して長期間にわたる安定運転を可能にするとともにランニングコストを低減し、システムからの最終処理水のＣＯＤ値をより確実に基準値以下に低下させることを可能とする水生生物の処理方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る水生生物の処理方法は、陸揚げされた水生生物を一次貯留して凝集剤を添加するとともに、該水生生物をその小片と含有水とに破砕し、後段処理系に移送して凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離し、分離された被処理水からＣＯＤ成分を除去する水生生物の処理方法において、前記ＣＯＤ除去よりも前のいずれかの工程にて、処理対象中にヒドロキシラジカルを生成する酸化処理を施すことを特徴とする方法からなる。
【０００８】
すなわち、酸化処理により発生させたヒドロキシルラジカルを処理対象に一定時間攪拌しながら接触させると、後述の如く、クラゲ等の水生生物由来のＣＯＤ成分の分解を促進させることに効果があることが判明した。したがって、この酸化処理をＣＯＤ除去工程までに施しておくことにより、ＣＯＤ除去工程の直前におけるＣＯＤ負荷を低減できることが分かり、本発明の完成に至ったものである。
【０００９】
ヒドロキシラジカルを生成する酸化処理としては、過酸化水素添加、オゾン接触、紫外線照射のいずれか、またはそれらの２つ以上を組み合わせた処理を採用できる。また、過酸化水素と第一鉄塩を併用して添加する処理を採用できる。この第一鉄塩は、過酸化水素によるヒドロキシラジカルの生成を促進する役目を担う。この場合、過酸化水素と第一鉄塩の添加割合は、Ｈ_２Ｏ_２／Ｆｅ^２＋（モル比）にて０．０００１〜１の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは、０．０００５〜０．０１の範囲内である。
【００１０】
本発明に係る水生生物の処理装置は、陸揚げされた水生生物を一次貯留するとともに凝集剤を添加する一次貯留槽、該水生生物をその小片と含有水とに破砕する手段、破砕された水生生物小片とその含有水を二次貯留する原水槽と、原水槽から移送した水生生物小片とその含有水を凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離する分離処理系と、分離処理系で分離された被処理水から懸濁物質を除去する手段と、懸濁物質が除去された被処理水からＣＯＤ成分を除去する手段を有する水生生物の処理装置において、前記ＣＯＤ除去手段よりも前のいずれかの位置に、処理対象中にヒドロキシラジカルを生成する酸化処理手段を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１１】
上記酸化処理手段としては、過酸化水素添加手段、オゾン接触手段、紫外線照射手段のいずれか、またはそれらの２つ以上を組み合わせた手段から構成できる。また、酸化処理手段として、過酸化水素と第一鉄塩を添加する手段から構成することもできる。この場合、過酸化水素と第一鉄塩の添加割合が、Ｈ_２Ｏ_２／Ｆｅ^２＋（モル比）にて０．０００１〜１の範囲内、好ましくは０．０００５〜０．０１の範囲内にあることが望ましい。この酸化処理手段を設ける位置は、ＣＯＤ除去手段よりも前であれば、任意の位置に設けることが可能であるが、酸化処理の行いやすさ、酸化処理の効果が出るまでに所定の時間が必要なことを考慮すると、たとえば、前記原水槽あるいはその近辺に設けられることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施態様に係る水生生物の処理装置を示している。図１において、陸揚げされた水生生物（たとえば、クラゲ）はトラッシュピットより一次貯留槽１に貯留される。一次貯留された水生生物に対し、腐敗臭防止薬剤としても機能する凝集剤を収容した凝集剤タンク２から、アルミニウム系あるいは鉄系成分を含有する凝集剤（たとえば、塩化第二鉄や硫酸第二鉄）が注入、添加される。この添加量は、一次貯留槽１に付設されたｐＨ計３の検出値に基づいて送り量を制御可能なポンプ４によって制御される。とくに一次貯留槽１内が酸性側ｐＨに調整されることにより、鉄塩等が溶解し、イオン状になって、腐敗臭防止薬剤としても機能する。
【００１３】
一次貯留槽１には、貯留槽循環移送ポンプ５が設けられており、一次貯留槽１に貯留されていた水生生物は、貯留槽循環移送ポンプ５により、小片に破砕され、含有水とともに後段処理系に移送され、その一部は循環される。一次貯留槽１からの小片に破砕された水生生物および含有水は、本実施態様では、一旦、原水槽６ａ、６ｂに貯留される。原水槽６ａ、６ｂを２つに分割した理由は、本実施態様では、本発明に係る酸化処理をこれら原水槽６ａ、６ｂにおいて施し、該酸化処理では攪拌、反応時間の確保（たとえば、３０分程度）が求められるのでバッチ処理を行う必要があるため、一方の原水槽で酸化処理を行っている間に、他方の原水槽から酸化処理済みの被処理物を後段の処理工程に送ることができるようにするためである。
【００１４】
原水槽６ａ、６ｂに貯留された水生生物および含有水は、ポンプ７ａ、７ｂにより、溢流堰等の適当な流量調整装置８を介して、ｐＨ調整槽としての反応槽９に送られる。反応槽９にはｐＨ計１０が付設されており、ｐＨ計１０の検出値に基づいて、ｐＨ調整薬剤（たとえば、ＮａＯＨ）を収容したｐＨ調整薬剤タンク１１からの添加量がポンプ１２の送り量によって制御される。ｐＨ調整薬剤の添加により、ｐＨが中性側（たとえば、６〜７程度）に調整され（中和処理され）、これによって、溶解されていた鉄塩等が水酸化鉄等として析出され、凝集剤として機能する。本実施態様では、反応槽９に隣接させて凝集槽１３が設けられている。凝集槽１３には、高分子凝集剤等からなる凝集助剤を収容した凝集助剤タンク１４が付設され、ポンプ１５により少量の凝集助剤が添加される。凝集助剤の添加により、凝集フロックの成長が促進され、凝集槽１３では、迅速に望ましい大きさの凝集フロックが生成される。
【００１５】
凝集槽１３からの被処理水は、浮上分離や沈澱分離に供されるが、本実施態様では浮上分離槽１６に送られる。この浮上分離槽１６中において、あるいは浮上分離槽１６への供給途中において、空気が溶解された加圧水が供給され、加圧水が大気圧に解放されることで、溶解していた空気を微小な気泡とし、当該気泡が凝集フロックと合体し、凝集フロックが浮上し、気泡の浮上に伴って、凝集フロック（汚泥）と処理水とに分離される。加圧水生成には、工水、海水、本システム中の処理水（たとえば、後述のろ過装置の処理水）等を使用でき、たとえば、加圧槽１７でコンプレッサ１８を用いて加圧すればよい。
【００１６】
浮上分離槽１６からの汚泥は、汚泥槽１９に貯留され、そこからポンプ２０により脱水機２１に送られる。脱水機２１で脱水処理された汚泥２２は、廃棄、埋設等の処理に供される。あるいは、汚泥槽１９からの汚泥は、乾燥機２３（たとえば、減圧乾燥機）に送られ、乾燥汚泥２４に処理してもよい。脱水機２１からの脱水処理水は、一次貯留槽１に戻すことが可能である。乾燥機２３により乾燥汚泥２４とする場合には、蒸発した水分の凝縮水が得られるが、当該凝縮水は基本的には蒸留水であるから、さらに処理を必要とする水は基本的に発生しないので、その分、処理は容易になる。たとえば、乾燥汚泥２４については、乾燥粉として袋詰め等の処理を行うことが可能である。
【００１７】
浮上分離槽１６からの処理水は、本実施態様では、懸濁物質が処理されるべき被処理水として、一旦被処理水槽２５に貯留され、そこからポンプ２６を介して濾過装置２７に送られる。濾過装置２７では、浮上分離処理水中の懸濁物質が除去される。濾過装置２７の後段には、ＣＯＤ除去装置としての活性炭を充填したＣＯＤ吸着塔２８が設けられており、濾過装置２７により懸濁物質が除去された浮上分離処理水中の（被処理水中の）ＣＯＤ成分が吸着除去される。濾過装置２７の処理水の一部は、前述の加圧槽１７に送られ、加圧水生成用水として利用される。ＣＯＤ吸着塔２８からの処理水が、本システムにおける実質的に最終の処理水となる。検出されたＣＯＤ値が基準値以下であることが確認された後、放流等が行われる。
【００１８】
本実施態様では、本発明に係るヒドロキシラジカルを生成する酸化処理が原水槽６ａ、６ｂで行われる。この酸化処理の方法には、前述の如く各種の方法が可能であるが、本実施態様においては、酸化処理剤として過酸化水素が添加されるとともに、酸化処理促進剤として第一鉄塩が添加される。過酸化水素は、過酸化水素タンク２９からポンプ３０を介して、その時に要求される原水槽６ａ、６ｂのいずれか一方に所定量注入され、第一鉄塩は、第一鉄塩タンク３１からポンプ３２を介して、同じ原水槽に所定量注入される。
【００１９】
このように、原水槽６ａ、６ｂに過酸化水素と第一鉄塩が添加されることにより、原水槽６ａ、６ｂにおいてヒドロキシラジカルを生成する酸化処理が施され、これによって、クラゲ等の水生生物由来のＣＯＤ成分の分解が促進され、活性炭が充填されたＣＯＤ吸着塔２８の直前におけるＣＯＤ負荷が大幅に低減され、活性炭がブレークに至るまでの期間が大幅に延長される。
【００２０】
【実施例】
海域より水生生物の一つとしてミズクラゲを採取し、破砕後、凝集剤ならびに臭気抑制剤として塩化第二鉄を１０００ｍｇ−ＦｅＣｌ_３／Ｌ添加したものを原水とした。はじめに原水に対して第一鉄塩としての塩化第一鉄を注入率で１００、３００、５００、１０００ｍｇ−Ｆｅ^２＋／Ｌとなるように添加し、次に過酸化水素をＦｅ^２＋に対してモル比で０．０００５〜０．０１となるよう注入した。過酸化水素を注入したときを０とし、攪拌しながら３０分間反応させた。なお、反応ｐＨは２〜２．５とした。
【００２１】
反応終了後、凝集、濾過処理を行い、濾液に残留した過酸化水素を亜硫酸ナトリウムで除去した後、ＣＯＤの測定を行った。塩化第一鉄注入率と過酸化水素注入比率毎のＣＯＤの測定結果を表１と図２に示した。また、塩化第一鉄の注入は無しで、過酸化水素のみを注入した場合の測定結果を表２に示した。なお、比較対象として酸化処理を行わず凝集、濾過処理だけ行ったもののＣＯＤは６９．４ｍｇ／Ｌであった。
【００２２】
この結果、以下のことが分かった。
▲１▼塩化第一鉄注入率一定下では、過酸化水素の注入率の上昇に伴いＣＯＤ除去率は向上した。
▲２▼過酸化水素一定注入比率下では、塩化第一鉄の注入率の上昇に伴いＣＯＤ除去率は向上した。
▲３▼過酸化水素のみの注入でも、ＣＯＤ除去率向上効果はあるが、塩化第一鉄の併用により、ＣＯＤ除去率向上効果は格段に向上した。
▲４▼本発明に係る酸化処理によって、ＣＯＤは少なくとも２０〜４０％低減できることが確認された。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る水生生物の処理方法および装置によれば、ＣＯＤを低減する目的で酸化処理を行うことにより、ＣＯＤ吸着塔直前でのＣＯＤを少なくとも２０〜４０％程度低減することができる。これによって、ＣＯＤ吸着塔における活性炭の負荷が軽減され、ランニングコストを大幅に低減できる。さらに、システムからの最終処理水としてのＣＯＤ吸着塔処理水のＣＯＤ値をより確実に基準値以下に低下させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施態様に係る水生生物の処理装置の機器系統図である。
【図２】実施例におけるＣＯＤ低減効果を示すグラフである。
【符号の説明】
１貯留槽
２凝集剤タンク
３ｐＨ計
４ポンプ
５貯留槽循環移送ポンプ
６ａ、６ｂ原水槽
７ａ、７ｂポンプ
８流量調整装置
９ｐＨ調整槽としての反応槽
１０ｐＨ計
１１ｐＨ調整薬剤タンク
１２ポンプ
１３凝集槽
１４凝集助剤タンク
１５ポンプ
１６浮上分離槽
１７加圧槽
１８コンプレッサ
１９第１汚泥槽
２０ポンプ
２１脱水機
２２脱水汚泥
２３乾燥機
２４乾燥汚泥
２５被処理水槽
２６ポンプ
２７濾過装置
２８ＣＯＤ吸着塔
２９過酸化水素タンク
３０ポンプ
３１第一鉄塩タンク
３２ポンプ

Claims

陸揚げされた水生生物を一次貯留して凝集剤を添加するとともに、該水生生物をその小片と含有水とに破砕し、後段処理系に移送して凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離し、分離された被処理水からＣＯＤ成分を除去する水生生物の処理方法において、前記ＣＯＤ除去よりも前のいずれかの工程にて、処理対象中にヒドロキシラジカルを生成する酸化処理を施すことを特徴とする水生生物の処理方法。
前記酸化処理が、過酸化水素添加、オゾン接触、紫外線照射のいずれか、またはそれらの２つ以上を組み合わせた処理からなる、請求項１の水生生物の処理方法。
前記酸化処理が、過酸化水素と第一鉄塩を添加する処理からなる、請求項１の水生生物の処理方法。
過酸化水素と第一鉄塩の添加割合が、Ｈ_２Ｏ_２／Ｆｅ^２＋（モル比）にて０．０００１〜１の範囲内にある、請求項３の水生生物の処理方法。
陸揚げされた水生生物を一次貯留するとともに凝集剤を添加する一次貯留槽、該水生生物をその小片と含有水とに破砕する手段、破砕された水生生物小片とその含有水を二次貯留する原水槽と、原水槽から移送した水生生物小片とその含有水を凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離する分離処理系と、分離処理系で分離された被処理水から懸濁物質を除去する手段と、懸濁物質が除去された被処理水からＣＯＤ成分を除去する手段を有する水生生物の処理装置において、前記ＣＯＤ除去手段よりも前のいずれかの位置に、処理対象中にヒドロキシラジカルを生成する酸化処理手段を設けたことを特徴とする水生生物の処理装置。
前記酸化処理手段が、過酸化水素添加手段、オゾン接触手段、紫外線照射手段のいずれか、またはそれらの２つ以上を組み合わせた手段からなる、請求項５の水生生物の処理装置。
前記酸化処理手段が、過酸化水素と第一鉄塩を添加する手段からなる、請求項５の水生生物の処理装置。
過酸化水素と第一鉄塩の添加割合が、Ｈ_２Ｏ_２／Ｆｅ^２＋（モル比）にて０．０００１〜１の範囲内にある、請求項７の水生生物の処理装置。
前記酸化処理手段が、前記原水槽に設けられている、請求項５〜８のいずれかに記載の水生生物の処理装置。