JP3986413B2 - 水生生物の処理方法および装置 - Google Patents

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、とくに、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海生生物を効率よく処理することができ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海生生物（水生生物）が混入する。これらの海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、稼動率の低下、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】
クラゲ等に代表される水生生物に対しては、陸揚げ回収された後、天日乾燥、地中埋設処理等が実施されてきたが、硫化水素を主原因とする腐敗臭がひどく、作業環境や周辺環境の面で問題があった。
【０００４】
この問題に対し、腐敗臭防止対策として硫酸アルミニウム塩を添加し、クラゲ等の水生生物より発生する腐敗臭を抑制する技術が知られている（たとえば、特許文献１）。また、陸揚げされたクラゲ等の水生生物を泡沫固化剤の添加により減容化する処理技術も知られている（たとえば、特許文献２）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２２７１３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開２００２−４５８３８号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、とくに腐敗臭防止対策として上記のように硫酸アルミニウム塩を添加する方法では、硫酸アルミニウム塩自身、腐敗臭を抑制する効果はあるものの、凝集剤としての機能を発揮させることは困難であるので、通常後段に設けられるの凝集処理工程で、凝集剤を別途大量に添加しなければならず、処理費用の高騰、処理の複雑化を招いている。
【０００７】
本発明の課題は、効率よく水生生物の腐敗臭の発生を防止するとともに、腐敗臭防止薬剤を後段の凝集処理において凝集剤としても機能させることができるようにして別途凝集剤を添加することを不要化し、腐敗臭防止対策と処理費用の低減、処理の簡素化をともに達成可能な水生生物の処理方法および装置を提供することにある。
【０００８】
【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、陸揚げされ一次貯留された水生生物に対し鉄塩を添加するとともにｐＨを酸側に調整し、前記鉄塩を溶解させて水生生物の腐敗臭防止薬剤として機能させ、後段の凝集処理において、ｐＨを中性側に調整し、前記溶解された鉄塩を水酸化鉄として析出させることにより凝集剤として機能させることを特徴とする方法からなる。鉄塩としては第二鉄塩、とくに硫酸第二鉄または塩化第二鉄を添加することができる。
【０００９】
すなわち、本発明においては、水処理薬剤として一般的に利用されてきた取扱の容易な薬剤としての鉄塩（硫酸第二鉄、塩化第二鉄）を溶解させてクラゲ等の水生生物に接触させることでクラゲ等の水生生物の腐敗臭の原因である硫化水素の発生を効果的に抑制する。とくに、発電所等の冷却水取水路で回収されたクラゲ等の水生生物に対し、500 〜2000ｐｐｍの上記薬剤添加により腐敗臭の一種である硫化水素等を顕著に抑制することができ、効率よく腐敗臭防止対策を講じることができる。そして、この溶解したイオン状の鉄塩は、後段の凝集処理において、ｐＨを中性側に調整することにより、水酸化鉄として析出させることができ、析出された水酸化鉄は凝集剤として機能させることができる。したがって、最初に水生生物の腐敗臭防止薬剤として添加した鉄塩を、後段では水酸化鉄にして凝集剤として使用できるので、別途凝集剤を大量に添加する必要がなくなり、処理費用の低減、処理の簡素化が達成される。
【００１０】
このように、従来クラゲ等の水生生物回収後の処理には激しい腐敗臭を伴った対象物の操作が必要であったが、鉄塩の薬剤添加により水生生物特有の腐敗臭が著しく抑制できるため、処理作業の作業環境ならびに周辺環境の改善ができ、作業効率を高めることができる。さらに、この薬液添加効果は、後述の実施例に示すように１ヵ月以上にわたって持続し、たとえクラゲ等の水生生物が非定常に大量に発生する場合に対しても、回収、処理作業の計画的実施が可能となる。
【００１１】
この薬剤注入制御は、濃度管理ではなくｐＨを管理することで、非定常に陸揚げされるクラゲ等の水生生物腐敗臭防止を容易に実施できる。ｐＨ管理値としては、４以下、とくに２〜４に調整することが好ましく、このｐＨ管理により、それに対応する鉄塩の濃度に管理することができる。鉄塩が硫酸第二鉄であれば1000〜2000ｐｐｍ程度の濃度管理、塩化第二鉄であれば500〜2000ｐｐｍ程度の濃度管理が可能となる。特に塩化第二鉄を用いる場合は500ｐｐｍの薬液添加では腐敗臭防止効果が多少劣ることが確認されたので、この場合はｐＨの管理範囲を２〜2.5程度にすることで添加濃度を1000〜2000ｐｐｍ相当に制御可能であり、それによって十分な腐敗臭防止効果が得られるようになる。
【００１２】
凝集処理においては、ｐＨを中性側に調整するアルカリとともに凝集助剤を添加することにより、凝集フロックの生長を促進することができ、より迅速かつ効果的な凝集処理を行うことができる。凝集助剤としては、高分子凝集剤等を使用でき、通常、少量添加すれば十分である。
【００１３】
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貯留槽と、該一次貯留槽に水生生物の腐敗臭防止薬剤を添加する手段とを有する水生生物の処理装置において、前記腐敗臭防止薬剤に鉄塩を用いるとともに、前記腐敗臭防止薬剤添加手段による腐敗臭防止薬剤の添加量が、前記一次貯留槽に付設されたｐＨ計の検出値に基づいて制御されることを特徴とするものからなる。鉄塩としては第二鉄塩、とくに硫酸第二鉄または塩化第二鉄を用いることができる。
【００１４】
上記腐敗臭防止薬剤添加手段による腐敗臭防止薬剤の添加量は、一次貯留槽に付設されたｐＨ計の検出値に基づいて制御することができるが、この腐敗臭防止薬剤の添加量は、ｐＨ４以下になるように制御されることが好ましい。
【００１５】
一次貯留槽に貯留された水生生物は、貯留槽循環移送ポンプにより、小片に破砕し含有水とともに後段処理系に移送し一部を循環させることができる。後段処理系には、上記鉄塩から析出された水酸化鉄を凝集剤とする凝集槽が設けられている。一次貯留槽と凝集槽の間には、貯留槽循環移送ポンプによって移送されてきた被処理物（破砕された水生生物の小片と含有水）を一旦貯留する原水槽が設けられてもよい。
【００１６】
凝集処理に際しては、上記溶解しているイオン状の鉄塩を水酸化鉄として析出させ、それを凝集剤として用いることができるようにするが、この水酸化鉄の析出のためには、アルカリ（たとえば、ＮａＯＨ）を添加してｐＨを中性側に調整する必要がある。このためのｐＨ調整槽は、凝集槽と一体に設けてもよく、隣接させた反応槽として設けてもよい。ｐＨ調整槽には、ｐＨ計を設置し、ｐＨ計の測定値によりアルカリ添加量を調整する自動薬注装置を設けることが好ましい。また、凝集槽には、凝集助剤添加手段を付設しておくことが好ましい。
【００１７】
上記凝集槽の後段には、該凝集槽からの被処理水中の凝集フロックを加圧水を用いて浮上分離する浮上分離槽を設けることができる。送液されてきた加圧水中に溶解されていた気体（空気）が、浮上分離槽中で解放されて微小気泡となり、該微小気泡の浮上に伴って凝集フロックを浮上させ、凝集フロックと処理水とに分離される。この加圧浮上分離槽に送液する加圧水には、工業用水に代表される淡水、ないしは海水、ないしは後述のろ過装置の処理水、ないしはＣＯＤ除去装置の処理水を用いることができ、たとえば、加圧槽でコンプレッサを用いて加圧した後、浮上分離槽に送液すればよい。
【００１８】
浮上分離槽には、浮上分離により分離された水生生物凝集フロックを予め設置された掻き寄せ装置により集合させて浮上分離槽から取り出し、脱水処理する脱水機を接続することができる。脱水機にて分離された処理水は一次貯留槽に戻すことができる。脱水機で脱水処理した廃液を一次貯留槽に戻すことで、脱水機より発生する廃水処理装置を追加することなくシステムを構成ができる。
【００１９】
あるいは、浮上分離槽には、浮上分離により分離された水生生物凝集フロックを脱水処理する乾燥機、とくに減圧乾燥機を接続することもできる。減圧乾燥機で処理することで、余剰廃液を発生することなく汚泥含水率を極めて低減させることが可能となり、最終汚泥処理作業の簡素化をはかることができる。
【００２０】
また、浮上分離槽には、浮上分離処理水に対してその中の懸濁物質を除去するろ過装置を接続することができる。ろ過装置としてはとくに限定されず、砂ろ過装置や膜ろ過装置を使用できる。膜ろ過装置を使用する場合には、短時間のうちに目詰まりが生じないように、比較的目の粗いものを使用すると良い。膜ろ過装置に適用する膜フィルタとしては、中空糸膜フィルタ、プリーツ膜フィルタ等が適用できるが、中でも、逆洗再生設備を要しない非逆洗型のプリーツフィルタが好ましい。フィルタの目開きは数μｍ〜数十μｍ程度が選定でき、被処理水の粒度分布測定結果より適宜選定できる。非逆洗型フィルタを適用することで設備のコンパクト化を達成できる。
【００２１】
上記ろ過装置には、懸濁物質が除去された浮上分離処理水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ除去装置を接続することができる。ＣＯＤ除去装置としては、たとえば活性炭を用いたＣＯＤ吸着塔に構成できる。
【００２２】
【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、腐敗臭防止薬剤添加手段２から、腐敗臭防止薬剤として鉄塩が添加される。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。添加量は、鉄塩が硫酸第二鉄の場合には、たとえばｐＨが２〜４となるように制御され、これによって添加量は１０００〜２０００ｐｐｍ程度の範囲に制御される。鉄塩が塩化第二鉄の場合には、たとえばｐＨが２〜２．５となるように制御され、これによって添加量は１０００〜２０００ｐｐｍ程度の範囲に制御される。一次貯留槽１内がこのような酸側ｐＨに調整されることにより、鉄塩は溶解し、イオン状になって、腐敗臭防止薬剤として機能する。
【００２３】
一次貯留槽１には、貯留槽循環移送ポンプ５（Ｐ１）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６に貯留される。
【００２４】
原水槽６に貯留されていた水生生物および含有水は、ポンプ７（Ｐ２）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調整剤（たとえば、ＮａＯＨ）の添加手段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、これによって、溶解されていた鉄塩が水酸化鉄として析出され、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の添加手段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、凝集フロックの生長が促進され、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。
【００２５】
凝集槽１３からの被処理水は、浮上分離槽１６に送られる。この浮上分離槽１６中に、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）などを使用でき、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。
【００２６】
浮上分離槽１６からの汚泥は、たとえば汚泥槽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、リターンライン２５を介して一次貯留槽１に戻される。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。
【００２７】
浮上分離槽１６からの処理水は、本実施態様では一旦処理水槽２６に貯留され、そこからポンプ２７を介してろ過装置２８に送られる。ろ過装置２８では、浮上分離処理水中の懸濁物質が除去される。ろ過装置２８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２９が設けられており、ろ過装置２８により懸濁物質が除去された浮上分離処理水中のＣＯＤ成分が吸着除去される。ろ過装置２８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２９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。
【００２８】
上記のようなシステムにおいては、一次貯留槽１に添加される鉄塩は所定のｐＨの酸側範囲で溶解されて水生生物の腐敗臭防止薬剤として機能し、凝集処理工程では、中性側にｐＨ調整されて水酸化鉄として析出されることにより、凝集剤として機能する。すなわち、初期添加された薬剤が、各工程で異なった機能を発揮し、従来大量に添加していた凝集剤が不要になり処理費用が低減されるとともに、全体的に見て処理が簡素化される。しかも、後述の試験結果に示す如く、優れた腐敗臭防止効果が確保される。
【００２９】
このように、本発明において腐敗臭防止薬剤として鉄塩を用いた利点は、次の点にもある。すなわち、前述の特許文献１のようにアルミニウム系の薬剤を用いると、その薬剤を上記のように腐敗臭防止薬剤と凝集剤との両方の機能を発揮させるように使用することは、現実的に困難である。一般的な特性を表した図２に示すように、アルミニウム（Ａｌ）の溶解特性は、特性カーブの底部の狭い極めてシャープな特性を呈するので、ｐＨを調整してこれを凝集剤として機能させることは実質上不可能である。ところが、第二鉄（Ｆｅ）の溶解特性は、特性カーブの底部が極めてブロードな特性を呈し、そのブロードな特性カーブの底部がｐＨ７〜８を中心に広く広がっているので、ｐＨを４以下にして素早く溶解させることができるとともに、ｐＨを中性側に調整することにより、溶解しにくい、あるいは溶解しない水酸化鉄として析出させ凝集剤として機能させる制御を、容易に行うことができる。このように、本発明で鉄塩、特に第二鉄塩を用いたことには、格別の意味がある。
【００３０】
【実施例】
上記のようなシステムにおける、鉄塩を腐敗臭防止薬剤として添加する場合の、硫化水素に代表される腐敗臭の防止効果について以下のような試験を行った。
【００３１】
海域より水生生物のひとつとしてミズクラゲをサンプリングし、1000ｍｌポリビンに試料として５００ｍｌになるように計量、分取した。このポリビンに硫酸第二鉄あるいは塩化第二鉄を添加し、ポリビンを密閉し３０℃から３５℃の雰囲気で、気相の硫化水素濃度の経時変化を測定した。硫化水素濃度測定結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
上記試験結果から明らかなように、薬剤添加無しでは硫化水素濃度は経過時間とともに著しく増加するが、硫酸第二鉄、塩化第二鉄を添加したサンプルについては、添加濃度1000ｐｐｍ〜2000ｐｐｍの検体で硫化水素濃度は検出下限以下（ＮＤ、0.02ｐｐｍ以下）であり、極めて優れた腐敗臭防止効果が確認された。
【００３４】
【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、一次貯留された水生生物に対し鉄塩を添加するとともにｐＨを酸側に調整し、鉄塩を溶解させて水生生物の腐敗臭防止薬剤として機能させ、後段の凝集処理においては、ｐＨを中性側に調整し、溶解された鉄塩を水酸化鉄として析出させることにより凝集剤として機能させるようにし、初期に添加した薬剤に２つの機能を発揮させるようにしたので、別途凝集剤を大量に添加することは不要になり、処理費用の低減、処理の簡素化を達成できるとともに、実施例に示したように優れた腐敗臭防止効果を得ることができる。
【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】アルミニウムと第二鉄のｐＨに対する溶解特性図である。
【符号の説明】
１ 一次貯留槽
２ 腐敗臭防止薬剤添加手段
３ ｐＨ計
４ ポンプ
５ 貯留槽循環移送ポンプ
６ 原水槽
７ ポンプ
８ 流量調整装置
９ ｐＨ調整槽としての反応槽
１０ ｐＨ計
１１ ｐＨ調整剤添加手段
１２ ポンプ
１３ 凝集槽
１４ 凝集助剤添加手段
１５ ポンプ
１６ 浮上分離槽
１７ 加圧槽
１８ コンプレッサ
１９ 汚泥槽
２０ ポンプ
２１ 脱水機
２２ 脱水汚泥
２３ 乾燥機（減圧乾燥機）
２４ 乾燥汚泥
２５ リターンライン
２６ 処理水槽
２７ ポンプ
２８ ろ過装置
２９ ＣＯＤ除去装置としてのＣＯＤ吸着塔

Claims (20)

1. 陸揚げされ一次貯留された水生生物に対し鉄塩を添加するとともにｐＨを酸側に調整し、前記鉄塩を溶解させて水生生物の腐敗臭防止薬剤として機能させ、後段の凝集処理において、ｐＨを中性側に調整し、前記溶解された鉄塩を水酸化鉄として析出させることにより凝集剤として機能させることを特徴とする水生生物の処理方法。
2. 前記鉄塩として第二鉄塩を添加する、請求項１の水生生物の処理方法。
3. 前記第二鉄塩が硫酸第二鉄または塩化第二鉄である、請求項２の水生生物の処理方法。
4. 水生生物に対する鉄塩の添加量を調整してｐＨを４以下に調整する、請求項１〜３のいずれかに記載の水生生物の処理方法。
5. 前記凝集処理において凝集助剤を添加する、請求項１〜４のいずれかに記載の水生生物の処理方法。
6. 陸揚げされた水生生物を一次貯留する貯留槽と、該一次貯留槽に水生生物の腐敗臭防止薬剤を添加する手段とを有する水生生物の処理装置において、前記腐敗臭防止薬剤に鉄塩を用いるとともに、前記腐敗臭防止薬剤添加手段による腐敗臭防止薬剤の添加量が、前記一次貯留槽に付設されたｐＨ計の検出値に基づいて制御されることを特徴とする水生生物の処理装置。
7. 腐敗臭防止薬剤の添加量がｐＨ４以下になるように制御される、請求項６の水生生物の処理装置。
8. 前記一次貯留槽に貯留された水生生物を、小片に破砕し含有水とともに後段処理系に移送し一部を循環させる貯留槽循環移送ポンプが設けられている、請求項６または７の水生生物の処理装置。
9. 前記後段処理系に、前記鉄塩から析出された水酸化鉄を凝集剤とする凝集槽が設けられている、請求項８の水生生物の処理装置。
10. 前記鉄塩から水酸化鉄を析出させるためのｐＨ調整槽が、前記凝集槽と一体に、または隣接させて設けられている、請求項９の水生生物の処理装置。
11. 前記凝集槽に、凝集助剤添加手段が付設されている、請求項９または１０の水生生物の処理装置。
12. 前記鉄塩として第二鉄塩が用いられる、請求項６〜１１のいずれかに記載の水生生物の処理装置。
13. 前記第二鉄塩が硫酸第二鉄または塩化第二鉄からなる、請求項１２の水生生物の処理装置。
14. 前記凝集槽の後段に、該凝集槽からの被処理水中の凝集フロックを加圧水を用いて浮上分離する浮上分離槽が設けられている、請求項９〜１３のいずれかに記載の水生生物の処理装置。
15. 前記浮上分離槽に、浮上分離により分離された水生生物凝集フロックを脱水処理する脱水機が接続されている、請求項１４の水生生物の処理装置。
16. 前記脱水機にて分離された処理水を一次貯留槽に戻すラインが設けられている、請求項１５の水生生物の処理装置。
17. 前記浮上分離槽に、浮上分離により分離された水生生物凝集フロックを脱水処理する減圧乾燥機が接続されている、請求項１４の水生生物の処理装置。
18. 前記浮上分離槽に、浮上分離処理水中の懸濁物質を除去するろ過装置が接続されている、請求項１４の水生生物の処理装置。
19. 前記ろ過装置に、懸濁物質が除去された浮上分離処理水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ除去装置が接続されている、請求項１８の水生生物の処理装置。
20. 前記ＣＯＤ除去装置に活性炭が用いられている、請求項１９の水生生物の処理装置。

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