JP2007038138A - 海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理装置および処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な設備により海洋生物・揚貝等有機汚泥を効率よく処理し、無害な消石灰を得て、この消石灰を有効にリサイクルを可能とすることにある。
【解決手段】 反応槽１と処理槽２とを上部間を連通して並設し、反応槽は、海洋生物・揚貝類を破砕して当該反応槽へ供給する破砕機４と、生石灰を反応槽へ計量して供給する生石灰供給機５と、反応槽内に設置される撹拌装置６と、反応槽の内圧を調整する入口圧力調整弁１１と、反応調整剤の供給部１０とを具え、処理槽は、反応槽から流入する粉体をジグザグ状に通すスクラバー１３と、このスクラバーに水を噴霧するシャワー装置１９と、排気ブロワ１４により処理槽内のガスを排出させる排気通路１５と、この排気通路と処理槽との間に設けられる出口圧力調整弁１７と、これとは別に処理槽と排気通路とを常時連通するサブ通路１８とを具えしめたことにある。
【選択図】 図１

Description

本発明は、海洋生物・揚貝など、有機汚泥等の自然に含有する重金属を前処理なしに水と石灰を利用して直接処理し、安全無害な消石灰を生成するための処理装置および処理方法に関する。

従来、メッキ廃液など重金属を含有する廃液の処理は、凝集反応槽→沈澱槽→処理水槽→急速濾過器→放流槽を経る長い工程を有する設備によって行われている。

また上記処理方法では、第１塩化鉄、酸またはアルカリ液および高分子凝集剤などの薬液が使用されており、廃棄物として沈澱スラッジおよび濾過スラッジが発生し、これらスラッジは産業廃棄物として産業廃棄物処理業者に委託されている。

一方、海洋生物、揚貝などの汚泥の処理の現状は、堆肥化や焼却手段が一般に採用されているが、堆肥化では製品に至る過程において悪臭発生の環境問題を招き、またその製品も成分が安定しないものが多く、実際には形を変えた廃棄物として田畑に使用しているのが実情である。

このように海洋生物、揚貝類の汚泥の処理は、排出元にとっても、またそれらを処理することにおいても最大の課題となっているが、これらを解決する適切な方法や装置などは未だ提供されていない。
特開平１１−１５７９６９

本発明は、比較的簡単な設備により海洋生物、揚貝等の有機汚泥を効率よく処理し、無害な消石灰を得ることができ、この消石灰を有効にリサイクル可能とすることを課題としてなされたものである。

上記課題を解決する手段として本発明による処理装置は、反応槽と処理槽とをその上部間を連通して並設し、前記反応槽は、海洋生物・揚貝等を破砕して当該反応槽へ供給する破砕機と、生石灰を反応槽へ計量して供給する生石灰供給機と、反応槽内に設けられ破砕された海洋生物・揚貝類および生石灰を受け入れて撹拌する撹拌装置と、反応槽に付設され槽内圧力の負圧化を防ぐための入口圧力調整弁と、反応調整剤を反応槽内へ供給する反応調整剤供給部とを具えており、前記処理槽は、前記反応槽から流入する粉体をジグザグ状に通すスクラバーと、このスクラバーに水を供給して粉体に噴霧するシャワー装置と、排気ブロワにより処理槽内のガスやミストを排出する排気通路と、この排気通路と処理槽とを連通する通路に設けられ槽内危険圧力を解消するための出口圧力調整弁と、この通路とは別に処理槽と排気通路とを常時連通する常開通路とを具える構成としたことにある。

前記入口圧力調整弁は、反応槽の内圧が常圧時に「開」とし槽内圧力が負圧となって粉体が浮遊することを防ぎ、高圧、危険圧時には「閉」となるように設定し、前記出口圧力調整弁は、常圧、高圧時には「閉」、危険圧時には「開」となるよう設定するのがよい。

前記破砕機および生石灰供給機は、反応槽の上部に搭載し、その下部の供給通路を通じ反応槽内に直接供給するように構成することが装置をコンパクトに構成するうえで好ましい。

一方、海洋生物・揚貝等の処理方法として、海洋生物・揚貝等を粉砕して撹拌しつつ反応調整剤を加えて混合したのち生石灰を速やかに添加して反応させ、その反応熱によって水分を蒸散−乾燥させるとともに重金属成分を不溶解性塩に変えて海洋生物・揚貝等を無害な消石灰として処理するようにしたことにある。

上記処理において、海洋生物・揚貝類を粉砕して１０〜３０ｒｐｍの速度で撹拌し、この海洋生物・揚貝類１００重量部に対し反応調整剤を３〜５重量部、生石灰を５０〜２００重量部として処理することが好ましい。

前記反応調整剤は、重金属固化剤、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属塩、および界面活性剤からなるものを用いるのがよい。

また、前記金属固化剤は、ジチオカルバミン酸基とチオール基を有する高分子硫黄化合物とすることが好ましい。

本発明によれば、海洋生物・揚貝類を周辺環境を汚染することなく簡単な構成の装置によって迅速かつ経済的に消石灰に変えることができ、容易に海洋生物・揚貝類の有効利用を図ることができる。

特に本発明による処理装置は、反応槽から処理槽へ至る間にすべての処理が完了するので、処理物を処理して消石灰とする一連の処理が極めて短い工程ですみ、在来の処理に比べ装置を頗るコンパクトにでき、これらによって安価に消石灰化を達成することができる。

また槽内圧力は、入口圧力調整弁と出口圧力調整弁と常開通路とによって常に最適の内圧状態に保たれるので、負圧化による粉体の舞い上がりや、異常高圧化による爆発の危険性を確実に回避することができる。

生成される消石灰は、反応調整剤の選択により処理物が含有する重金属を不活性化させることができるので、各種土壌中和剤や路盤剤などとして有効に利用することができる。

さらに処理時間が短いので、従来の醗酵処理や焼却処理に比べ原料（処理物）の保管や、処理過程で発生する悪臭が低減されるとともに、排出量の多い事業所等においてコンパクトな現地処理を可能とすることができる。

そして生成される消石灰はリサイクル製品として販売することができるので、ゼロミッションが可能となるなど、種々の効果を奏する。

図１は本発明による海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理方法を実施するための処理装置の一実施形態の構成例を略示する断面図で、基本的構成として反応槽１と処理槽２に大別され、これら反応槽１と処理槽２とはその上部において連通路３により連通されている。

前記反応槽１の上部には、海洋生物・揚貝等（以下これらを処理物という）を破砕して供給路４ａを通じ反応槽１内へ供給する破砕機４と、生石灰を計量して供給路５ａを通じ反応槽１内へ供給する生石灰供給機５とが配設されている。

また反応槽１内には撹拌装置６が設置されている。この撹拌装置６は、反応槽１の底部１ａ下に配置されたモータ７と、このモータ７により回動する駆動軸８と、この駆動軸８に固設された撹拌翼９とで構成され、この撹拌翼９は前記破砕機４および生石灰供給機５の各供給路４ａ，５ａの直下に位置されている。

反応槽１の上方側部には反応調整剤供給部１０が配設されている。なおここで使用する反応調整剤の組成に関しては後述する。

また反応槽１の上方側部には、槽内圧力が常圧のとき「開」とされ、高圧、危険高圧のとき「閉」となる入口圧力調整弁１１が設けられている。

反応槽１の前記底部１ａの一側部には、反応熱により乾燥された粉体（消石灰）を外部に取り出すためのダンパ付き取出口１２が設けられている。

前記処理槽２は、その内部に縦方向の仕切壁１３ａ，１３ａ…により前記連通路３に連通するジグザグ状の通路が形成されたスクラバー１３が設置されている。

また処理槽２の外側部には、排気ブロワ１４により処理槽２内のガスやミストを外部に排出させるための排気通路１５が設けられている。

この排気通路１５と処理槽２の上部とは通路１６により連通され、この通路１６には、槽内圧力が常圧、高圧時に「閉」とされ、危険圧力になったとき「開」となる出口圧力調整弁１７が設けられている。

上記通路１６とは別に処理槽２と排気通路１５との間を常時連通すべく斜めに昇り傾斜して形成された常開通路１８が設けられている。

前記スクラバー１３の上部には、各通路部分へ向けて水を噴霧するシャワー装置１９が設けられ、このシャワー装置１９には処理槽２の下部に溜る水Ｗをフィルタを介して汲み揚げるポンプ２０からの管路２１が接続されていて、この水Ｗをスクラバー１３を流れる粉体に噴霧するようになっている。

なお、上記入口圧力調整弁１１と出口圧力調整弁１７との動作状態を表１として示す。

次に上記装置による処理物の処理工程について説明する。

海洋生物・揚貝等（処理物）を破砕機４に投入して粉粒状に破砕する一方、撹拌装置６を駆動して撹拌翼９を回転させた状態で供給路４ａを通じ粉粒状となった処理物を反応槽１内へ供給する。

これと共に反応調整剤供給部１０から反応調整剤を供給し、生石灰供給機５から供給路５ａを通じ生石灰を反応槽１内へ供給して撹拌翼９により撹拌を行う。

このとき撹拌翼９の回転数を１０〜３０ｒｐｍ、反応調整剤を処理物１００重量部に対し３〜５重量部、生石灰は５０〜２００重量部とされる。

上記撹拌により処理物中の水（Ｈ_２Ｏ）と生石灰（ＣａＯ）とが水和反応し、これにより消石灰（Ｃａ（ＯＨ）_２）が生成される。

上記反応は発熱反応であり、処理物中の水分は消石灰の生成に寄与するが、残りの水分は発熱による熱により水蒸気となる。

一方、反応槽１において、その底部１ａ上に目的物である消石灰が貯り、この消石灰は取出口１２のダンパを開けて取り出される。

また反応槽１内の上方部には、前述の水蒸気と、消石灰になりきらなかった処理物の粉体とが存在し、これらは連通路３を通って処理槽２内へ入る。

処理槽２に入った水蒸気を含む粉体は、スクラバー１３のジグザグ路を通る間にシャワー装置１９から水の噴霧を受け、処理槽２の下部に粉体泥２２となって溜る。なお処理槽２の下部内には予め或る程度の水を入れておくが、以後は粉体泥２２の粉体の沈澱によりその上澄みの水Ｗが噴霧用の水としてポンプ２０により汲み揚げられ、シャワー装置１９へ送られ、こうして循環使用される。

処理槽２の底部に溜った泥は、図示しない排出口から定期的（週に１回程度）に取り出される。

以上が基本的動作であるが、上記において反応調整剤の組成を少くともアルカリ水酸化物と界面活性剤とし、必要に応じこれに炭酸塩、硫酸塩、珪酸塩を含ませる。そしてこれらの混合割合は、アルカリ金属塩８６〜９４重量％、界面活性剤６〜１４重量％とすることが好ましい。

具体的には、
高分子有機硫黄化合物 ０．１〜１．０重量％
アルカリ金属水酸化物 ９．９〜８．０重量％
アルカリ金属塩 ３〜３５重量％
界面活性剤 ８〜２０重量％
とされる。

上記の反応調整剤を用いれば、生石灰と水との反応開始時間の遅延機能を発揮させることができ、処理物の粉体と生石灰との混合、均一化を助成し、生成される消石灰の粒度を微細化して団塊の生成を防止する機能を発揮させることができる。

そして上記反応調整剤の使用割合としては、処理物の重量に対し３〜５重量％とすることが好適である。

処理物の重量に対し生石灰および水の割合は、
処理物 １００重量％
反応調整剤 １〜３０重量％
生石灰 ４０〜２００重量％
上記反応調整剤の反応遅延作用は、反応槽１内において処理物と生石灰との水和反応が一定のタイムラグを持って開始されるので、従来懸念されていたように急激に昇温して高圧になり、爆発に及ぶ危険性を回避するうえにおいて大きく寄与する。

上記反応調整剤を用いれば、上記機能に加え、処理物に含まれる重金属は水に不溶の金属酸化物となり、肥料として用いても植物に吸収されることがなく、安全無害な消石灰とすることができる。

一方、前記反応調整剤の遅延作用による安全性の確保以外に圧力調整弁１１，１７によって安全が図られている。

すなわち、反応槽１内が常圧の範囲では入口圧力調整弁１１は「開」であり、反応槽１内の圧力が負圧になった場合に該調整弁１１から外気を導入して槽内で粉体が舞うことを防ぐようになり、反応槽１の内圧が高圧になると入口圧力調整弁１１は「閉」となり、槽内圧力は常開通路１８から排気通路１５を通って外部に排出される。

槽内圧力が危険圧になると、出口圧力調整弁１７が「開」となり、圧力を急激に逃がして爆発に至ることが防がれる。

処理物を破砕機４に投入して粉砕し、泥状化した処理物１００重量部と反応調整剤５重量部を反応槽１に投入し、撹拌装置６により１０分間十分に撹拌した。

１０分後、生石灰供給機５から生石灰１００部を速やかに反応槽１に投入し、さらに１０分間撹拌を続けた。

３０〜６０秒のタイムラグをおいて反応が始まり、反応槽１内のピーク温度は１９０℃に達し、以後水蒸気の発生熱によって徐々に温度が下降した。

冷却後、反応槽１内にはさらさらな消石灰が残り、１３３重量部の消石灰を得た。

上記処理によって得られた重金属成分は表２に示す通りであった。

本発明を実施するに用いる装置の一実施形態を示す略示断面図。

符号の説明

１ 反応槽
２ 処理槽
３ 連通路
４ 破砕機
５ 生石灰供給機
６ 撹拌装置
９ 撹拌翼
１０ 反応調整剤供給部
１１ 入口圧力調整弁
１２ 消石灰排出口
１３ スクラバー
１４ 排気ブロワ
１５ 排気通路
１７ 出口圧力調整弁
１８ サブ通路
１９ シャワー装置
２０ ポンプ

Claims (9)

1. 海洋生物・揚貝等の有機汚泥を消石灰として処理する装置であって、反応槽と処理槽とがその上部間を連通して並設され、前記反応槽は、海洋生物・揚貝等を破砕して当該反応槽へ供給する破砕機と、生石灰を反応槽へ計量して供給する生石灰供給機と、反応槽内に設けられ破砕された海洋生物・揚貝類および生石灰を受け入れて撹拌する撹拌装置と、反応槽に付設され槽内圧力の負圧化を防ぐための入口圧力調整弁と、反応調整剤を反応槽内へ供給する反応調整剤供給部とを具えており、前記処理槽は、前記反応槽から流入する粉体をジグザグ状に通すスクラバーと、このスクラバーに水を供給して粉体に噴霧するシャワー装置と、排気ブロワにより処理槽内のガスやミストを排出する排気通路と、この排気通路と処理槽とを連通する通路に設けられ槽内危険圧力を解消するための出口圧力調整弁と、この通路とは別に処理槽と排気通路とを常時連通する常開通路とを具えていることを特徴とする海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理装置。
2. 前記入口圧力調整弁は、反応槽の内圧が常圧時に「開」となって槽内圧力が負圧のとき粉体が浮遊することを防ぎ、高圧・危険圧時には「閉」となるように設定され、前記出口圧力調整弁は、常圧・高圧時には「閉」、危険圧時には「開」となるよう設定されている請求項１記載の海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理装置。
3. 前記破砕機および生石灰供給機は反応槽の上部に搭載され、その下部の供給通路を通じ反応槽内に破砕された海洋生物・揚貝類および生石灰をそれぞれ供給するように構成されている請求項１記載の海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理装置。
4. 前記処理槽の下底部に汚泥が貯溜されるようにし、その上澄み水をフィルタ付きポンプにより汲み揚げて前記シャワー装置に配管により供給するようになされている請求項１記載の海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理装置。
5. 海洋生物・揚貝等を粉砕して撹拌しつつ反応調整剤を加えて混合したのち生石灰を速やかに添加して反応させ、その反応熱によって水分を蒸散−乾燥させるとともに重金属成分を不溶解性塩に変えて海洋生物・揚貝等を無害な消石灰として処理することを特徴とする海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理方法。
6. 海洋生物・揚貝等を粉砕して１０〜３０ｒｐｍの速度で撹拌しつつ海洋生物・揚貝等１００重量部に対し反応調整剤３〜５重量部を加えて混合したのち生石灰５０〜２００重量部を速やかに添加して反応させ、その反応熱によって水分を蒸散−乾燥させるとともに重金属成分を不溶解性塩に変えて海洋生物・揚貝等を無害な消石灰として処理する請求項５記載の海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理方法。
7. 前記の水と生石灰との反応を調整する反応調整剤が、重金属固化剤、アルカリ金属水酸化物、アルカリ金属塩、および界面活性剤からなっている請求項５または６記載の海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理方法。
8. 前記重金属固化剤が、ジチオカルバミン酸基とチオール基を有する高分子硫黄化合物である請求項７記載の海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理方法。
9. 前記高分子硫黄化合物が０．１〜１重量％、アルカリ金属水酸化物が４０〜８０重量％、アルカリ金属塩が５〜２０重量％、界面活性剤が８〜２０％である請求項８記載の海洋生物・揚貝等の有機汚泥処理方法。

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