JP5250814B2 - 水産加工残滓からの有機肥料の製造方法 - Google Patents
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Description
一般的に、水産加工残滓は、そのまま地中に埋めるか、焼却後の灰をセメントで固化して最終処分場に埋設していた。
しかし、直接地中に埋め立てると、周辺への異臭や、土壌の有害金属汚染が問題となる。また、焼却すると、気化した酸化Cd等による大気汚染が無視できない。例えば、ホタテガイのウロには、20〜80ppmのCdが含まれており、その影響は無視できない。
そこで、従来、有害重金属を高濃度に含む水産加工残滓に関し、環境への悪影響を低減する方法、資源として再利用する方法が種々提案されている。
しかし、これら従来の方法は、硝酸、硫酸等の強酸を使用しているので、取り扱いが難しく、薬品や装置も高価でコストが高くつくばかりか、中和後の塩濃度が高くなったり、蛋白質が酸化されていわゆる「焼け」を起こすため、肥料として利用しにくかった。
この際、カドミウムを指標として、酢酸水溶液による処理を、残渣中のカドミウム濃度が、窒素含有率1%につき0.75ppm以下になるまで繰り返し、得られた最終残渣を肥料としても良い。
ここで、窒素含有率1%につきカドミウム濃度を0.75ppm以下にするのは、肥料取締法で規定されている基準値を満たすためである。上記工程を繰り返す回数が増加すればカドミウム濃度が次第に低くなり、カドミウム濃度は低ければ低いほど良いが、肥料成分も低下するばかりか作業効率も悪くなるので、基準を満たしながら、有効成分の損失を最小限にとどめる回数とする。
酢酸水溶液の濃度は、高すぎると、重金属洗い出し効果にそれほど差がないにもかかわらずたんぱく質が酸化される恐れがあり、低すぎると、重金属を溶出することができないので、2%程度とするのが望ましい。
液状物は、遠心分離或いは圧搾によって分離するが、ナイロンメッシュを装着した簡便な加圧ろ過装置や古典的な圧搾袋を用いれば、高価な装置が不要である。
また、大掛かりな装置や、強酸、高温等の過激な条件が不要なので、コストを低く抑えることができ、専門の技術を持たない者でも比較的容易に肥料を製造することが可能である。
さらに、重金属の溶出に酢酸を用いるため、製品価格が安価となり、酢酸を除去するまでは腐敗を防止でき、比較的穏やかな酢酸の化学的特性により、硫酸で起こるような蛋白質の焼けによる品質低下も防止できる。また、酢酸を除去せずに、例えばそのまま本有機肥料を葉面散布すれば、肥料としての利用に加えて、酢酸による病害予防効果も期待できる。
上記繰り返しの工程において分離した分離液を合わせ、これを減圧等により濃縮した濃縮物に硫化ナトリウム水溶液等の硫化アルカリ塩水溶液を加えて攪拌した後、凝集沈殿剤を加え、塩基性物質の水溶液を加えることにより中和して、固液分離し、得られた上澄み液を液体有機肥料とする。
ホタテガイのウロをミキサで粉砕した後、その100gに対して、同量の2%酢酸水溶液(100g)を加え、80℃で10分間攪拌し、3000rpmで15分間遠心分離して、1回目洗浄ウロ(残渣)66gと、分離液134gに分けた。
得られた残渣(66g)に2倍量の2%酢酸水溶液(132g)を加え、80℃で10分間攪拌し、再び遠心分離(3000rpm、10分間)し、2回目洗浄ウロ(残渣)51gと分離液147gに分ける。
得られた残渣(51g)に2倍量の2%酢酸水溶液(102g)を加え、80℃で10分間攪拌し、また遠心分離(3000rpm、10分間)し、3回目洗浄ウロ(残渣)53gと分離液100gに分ける。
得られた残渣(53g)に2倍量の2%酢酸水溶液(106g)を加え、80℃で10分間攪拌し、また遠心分離(3000rpm、10分間)し、4回目洗浄ウロ(残渣)53gと分離液106gに分ける。
しかしこのままでは非常に微細な沈殿として懸濁しているため、10%ポリ塩化アルミニウム溶液を、未処理ウロ1kg当たり100mLの割合で添加して、凝集反応後、水酸化ナトリウム水溶液でpH6〜7に中和調製し、その後、低速遠心分離(3000rpm、15分)し、上澄み処理液を得て、それを液体肥料もしくはその原料とする。
なお、4回目洗浄ウロは同様に洗浄し、5回目洗浄ウロ(残渣)56gを得た。
また、この実施例では、液体と固形物とを遠心分離によって分離したが、低速遠心分離を行っているので、古典的な圧搾袋等による分離でも、データにそれほど差はないと考えられる。
図1に、各回目洗浄ウロ(残渣)のカドミウム含量を、未洗浄ウロ100g当たりのカドミウム含量(単位mg)に換算して示し、図2に、未洗浄ウロ中のカドミウム濃度を基準にした時の減少率を示す。
図1及び図2から明らかなように、残渣中のカドミウム含量は、熱水洗浄の場合は僅かに低下しただけであるのに対し、酢酸水溶液とクエン酸水溶液で洗浄した場合は、著しく低下することがわかった。
図3からわかるように、熱水で洗浄した場合は、窒素量はほとんど変化しないが、酢酸水溶液とクエン酸水溶液で洗浄した場合は、洗浄回数の増加に伴って窒素量が低下してしまう。しかし、クエン酸水溶液で洗浄した場合はその現象は著しく、半分以下に減少してしまうのに対し、酢酸水溶液で洗浄した場合は、未洗浄ウロの窒素量である2.3%の約2/3が残存しており、クエン酸水溶液より有利であり、肥料としての有用性が期待できる。
なお、表1では、残渣(洗浄ウロ)のCd含量は、分析値をそのまま記載した。
一方、4回洗浄した後に得た最終残渣は、窒素含有率が1.52%、カドミウム濃度は0.98ppmであり、基準値を満足していた。
ちなみに、5回目洗浄後の残渣中の窒素含有量は1.31%、カドミウム濃度は0.26ppmであった。
図4から明らかなように、ウロの絞り液が18.8ppmであって、クエン酸を用いた場合の処理液のカドミウム濃度が1.41ppmであるのに対し、酢酸を用いた場合は0.45ppmと、クエン酸よりはるかに低減され、分離液からのカドミウムの凝集除去の点からも、酢酸のほうがクエン酸より有利である。
即ち、洗浄ウロのカドミウム濃度と窒素量の推移、分離液からのカドウミウム除去の程度から、酢酸で洗浄すると、窒素の損失が少なくて済み、洗浄処理済の残渣及び分離液を肥料として利用する場合に有利である。
Claims (4)
- 重金属を含有する水産加工残滓の粉砕物に酢酸水溶液を加えて加熱処理した後、液状物を分離して残渣を得る工程を複数回繰り返し、酢酸を除去せずに酢酸が残存する最終残渣を肥料とする有機肥料の製造方法。
- 上記工程において分離された分離液を減圧濃縮した減圧濃縮物に、硫化物塩水溶液を加えて攪拌した後、凝集沈殿剤を加え、得られた上澄み液を中和して液体肥料とする請求項1に記載の有機肥料の製造方法。
- 前記重金属がカドミウム(Cd)であり、酢酸水溶液による処理を、最終残渣中のカドミウム濃度が、窒素含有率1%につき0.75ppm以下になるまで繰り返す、請求項1に記載の有機肥料の製造方法。
- 水産加工残滓がホタテガイのウロである請求項1に記載の有機肥料の製造方法。
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