(57)【要約】【課題】  発電所等において冷却水として汲み上げられる海水中に存在するクラゲを悪臭防止を図りつつ効率よく処理することができるクラゲ処理装置及び処理方法を提供する。【解決手段】  本発明のクラゲの処理装置は、シート状ろ過体と、シート状ろ過体の下方に配置した水受けピットを有し、シート状ろ過体上面に供給したクラゲが溶解して生じた水を水受けピットに集め、クラゲと共に供給された夾雑物をシート状ろ過体上にろ別するようにしたクラゲ溶解部と、水受けピットの水を導入して空気曝気するようにした曝気槽と、曝気された水に凝集剤を添加し、生成した凝集フロックを浮上分離する加圧浮上分離装置と、加圧浮上分離装置から流出する凝集処理水を活性炭と接触させる活性炭充填塔とを備えてなることを特徴とする。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状ろ過体と、シート状ろ過体の下方に配置した水受けピットを有し、シート状ろ過体上面に供給したクラゲが溶解して生じた水を水受けピットに集め、クラゲと共に供給された夾雑物をシート状ろ過体上にろ別するようにしたクラゲ溶解部と、
水受けピットの水を導入して空気曝気するようにした曝気槽と、
曝気された水に凝集剤を添加し、生成した凝集フロックを浮上分離する加圧浮上分離装置と、
加圧浮上分離装置から流出する凝集処理水を活性炭と接触させる活性炭充填塔と
を備えてなることを特徴とするクラゲ処理装置。
【請求項２】
クラゲ溶解部では、腐敗臭防止剤を添加するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のクラゲ処理装置。
【請求項３】
クラゲをシート状ろ過体の上面に供給し、クラゲと共に含まれる夾雑物をろ別すると共に、シート状ろ過体上面で溶解したクラゲから生じた水をシート状ろ過体の下方に配置した水受けピットに集めるクラゲ溶解工程と、
水受けピットに集められた水を曝気槽に導入させて空気曝気する曝気工程と、
曝気された水に凝集剤を添加し、生成した凝集フロックを浮上分離する加圧浮上分離工程と、
加圧浮上分離工程にて生ずる凝集処理水を活性炭と接触させる活性炭処理工程と
からなることを特徴とするクラゲ処理方法。
【請求項４】
クラゲ溶解工程にて、腐敗臭防止剤を添加するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のクラゲ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電所等において冷却水として汲み上げられる海水中に存在するクラゲを悪臭防止を図りつつ効率よく処理することができるクラゲ処理装置及び処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所等においては、冷却水として大量の海水が汲み上げられているが、夏になると、海水の汲み上げに伴って大量のクラゲが陸揚げされる。このクラゲを放置すると、配管が閉塞され、冷却効率の低下を引き起こすため、海水中から除去されるが、クラゲは大部分が水であるにもかかわらず、腐敗すると硫化水素等の悪臭を発生すると共に、そのクラゲから有機物濃度の高い液が溶出するなど周辺環境を著しく悪化させるものである。
【０００３】
このクラゲを処理する方法として、幾つかの提案がなされている（例えば特許文献１〜５，非特許文献１など）。
特許文献１は、クラゲを破砕手段で破砕した後、泡沫固化剤を添加し、凝集剤を添加し、凝集分離槽で固液分離し、分離水を濾過器及び活性炭塔で浄化するものである。
特許文献２は、クラゲを破砕手段で破砕した後、ミョウバン及び酸化剤を添加し、泡沫分離槽で液状分を分離し、泡沫分に凝集剤を添加して凝集分離槽で固液分離し、分離水を濾過器及び活性炭塔で浄化するものである。
特許文献３は、クラゲを二段階破砕で細砕し、泡沫固化剤を添加し、泡沫分離し、泡沫分に凝集剤を添加して凝集分離槽で固液分離し、分離水を濾過器及び活性炭塔で浄化するものである。
特許文献４は、クラゲを破砕して液状分と泡状の固形分に分離し、比重差を利用して別々に取り出し、それぞれ処理するものである。
特許文献５は、クラゲを特殊な好塩性好気性細菌で分解し、固液分離し、活性炭吸着処理するものである。
非特許文献１は、クラゲを破砕し、凝集剤を添加して浮上分離し、濾過器及び活性炭塔で浄化するものである。
【特許文献１】特開２００３−３３７５３公報
【特許文献２】特開２００３−３３７５４公報
【特許文献３】特開２００３−３３７５５公報
【特許文献４】特開２００１−７９５３１公報
【特許文献５】特開２００１−９５５６４公報
【非特許文献１】火力原子力発電 No.564 Vol.54 2003年「クラゲ処理装置の実用化研究」野上誠,上村直洋,生島保一,村上孝文
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記従来の提案では、その多く方式がクラゲをポンプ等で破砕した後、凝集剤を添加して固液分離し、分離水をろ過、活性炭処理するものである。即ち「クラゲの破砕→凝集・加圧浮上分離→ろ過→活性炭」というフローであって、このような方式では高いＣＯＤ濃度を活性炭で低下させるため、活性炭使用量が多くなり、ランニングコストが高くなってしまうという問題があった。
また、汲み入れられた海水中には、クラゲの他にゴミなども含まれているため、例えばゴミが水中ポンプに入り込むなど、ゴミに起因する問題も発生していた。
そこで、本発明は、上述のような問題を解消できるクラゲの処理装置及び処理方法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】
【０００５】
本発明は上記に鑑み提案されたもので、シート状ろ過体と、シート状ろ過体の下方に配置した水受けピットを有し、シート状ろ過体上面に供給したクラゲが溶解して生じた水を水受けピットに集め、クラゲと共に供給された夾雑物をシート状ろ過体上にろ別するようにしたクラゲ溶解部と、水受けピットの水を導入して空気曝気するようにした曝気槽と、曝気された水に凝集剤を添加し、生成した凝集フロックを浮上分離する加圧浮上分離装置と、加圧浮上分離装置から流出する凝集処理水を活性炭と接触させる活性炭充填塔とを備えてなることを特徴とするクラゲ処理装置に関するものである。
【０００６】
また、本発明は、海水と分離されたクラゲをシート状ろ過体の上面に供給し、クラゲと共に含まれる夾雑物をろ別すると共に、シート状ろ過体上面で溶解したクラゲから生じた水をシート状ろ過体の下方に配置した水受けピットに集めるクラゲ溶解工程と、水受けピットに集められた水を曝気槽に導入させて空気曝気する曝気工程と、曝気された水に凝集剤を添加し、生成した凝集フロックを浮上分離する加圧浮上分離工程と、加圧浮上分離工程にて生ずる凝集処理水を活性炭と接触させる活性炭処理工程と
からなることを特徴とするクラゲ処理方法をも提案するものである。
【０００７】
上記クラゲ処理装置及び処理方法におけるクラゲ溶解部、クラゲ溶解工程では、腐敗臭防止剤を添加することが望ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のクラゲの処理装置及び処理方法は、クラゲ溶解部（クラゲ溶解工程）にてクラゲと共に海水中に含まれるゴミ等の夾雑物をシート状ろ過体上にろ別することができ、曝気槽（曝気工程）にて処理水のＣＯＤ濃度を低下させ、活性炭の負荷を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明におけるクラゲ処理装置は、前述のようにクラゲ溶解部と、曝気槽と、加圧浮上分離装置と、活性炭充填塔とからなり、それら各装置について以下に説明する。尚、図１に処理フローの一例を示したので、それを用いて説明する。
【００１０】
〔クラゲ溶解部（クラゲ溶解工程）〕
クラゲ溶解部は、シート状ろ過体とその下方に配置された水受けピットとからなり、図示実施例の水受けピットの底部には水中ポンプが配設されている。
上記シート状ろ過体は、透水性のものであればよく、綿布、不織布、網、多孔板、スリット板などが挙げられ、その素材も任意であり、天然繊維、プラスチック、金属類などを挙げることができる。例えば約１５mm程度の繊維性成型シートであってもよい。これらのシート状ろ過体は、図２に示すように支持体上に載置（支持）されて用いられることが多いが、特にシート状ろ過体が硬質で耐久性があれば、支持材を省略してもよい。
このようなシート状ろ過体は、その上面に夾雑物等が堆積してくるので、定期的に清掃するのが好ましい。
図２に示したクラゲ溶解部の実施例では、シート状ろ過体は適宜間隔で配設されたパイプ状の支持材の上に載置された網であり、網目は１０〜５０mmが好ましく、特に好ましくは２０mm程度である。即ちクラゲの溶解残渣の付着で目詰まりし難く、ゴミ類も通過し難いからである。また、支持材の配設間隔は１０〜５０mmが好ましく、特に好ましくは２０〜３０mmである。即ち網目をすり抜けたクラゲ片で詰まり難く、さらにこの上で作業し易いからである。また、このパイプ状支持材の太さ（外径）は強度と施工上持ち運びし易い４０〜５０mmが好ましい。材質は例えば塩ビ、鉄、ＳＵＳなど特に限定するものではないが、クラゲ溶解水は海水に近い組成であるため、腐食に耐える材質が用いられ、強度の面からＳＵＳが有効である。
また、水受けピットは、その底部が槽中央に向かって傾斜しているため、クラゲ排水は底部中央に配置された水中ポンプに集まる構造となっている。
【００１１】
このようなクラゲ溶解部では、シート状ろ過体の上面に水切りコンベアで海水と分離されたクラゲが供給され、クラゲ及びゴミ等の夾雑物がいったんろ別される。
シート状ろ過体の上にいったんろ別されたクラゲは、空気に曝されて砕け、体内の水分が流出し、クラゲが溶解した状態になる。数時間の滞留で砕けたクラゲ片はクラゲ溶解水と共に水受けピット内に流れ落ち、夾雑物はろ過体上に残る。
水受けピットに集められた水（クラゲ排水という）は、水受けピットの底部に設置された水中ポンプにて次の曝気槽へ、連続的に又は間欠的に、移送される。
夾雑物としては、ペットボトル、ビニルシート、ビニル袋、糸、紐、ロープ、草木片等のゴミ類、並びに魚介類など様々である。前述のように従来のポンプ破砕方式ではこのような夾雑物が後段の水中ポンプ入口を閉塞したり、水中ポンプ内部で詰まったりする問題を生じていたが、本発明では夾雑物はシート状ろ過体にてろ別されるので、そのような問題を生ずることはない。
尚、取水口と上記クラゲ溶解部が離れている場合などは、水と分離後のクラゲをバキューム車などで運んでクラゲ溶解部に供給するようにしてもよい。また、クラゲの来襲量には季節等によりかなりの変動があるので、このクラゲ溶解部は貯留槽としての役割も担っている。
【００１２】
また、クラゲの処理工程、特にクラゲ溶解部ではクラゲが滞留して腐敗臭が発生するので、図示するようにシート状ろ過体に投入されたクラゲに対して腐敗臭防止剤を添加するようにしてもよい。
この腐敗臭防止剤としては、特に限定するものではないが、ミョウバン、硝酸塩、亜硝酸塩、金属塩などが使用できる。
クラゲが発生すると、Ｈ2ＳやＮＨ4などを成分とする腐敗臭が発生する。この原因は硫酸還元菌が関与するもので、クラゲが保有する水は海水と同じような組成であり、ＳＯ4イオンを含んでいる。このＳＯ4を硫酸塩還元菌が還元するため、Ｈ2Ｓが発生すると考えられる。一方、ＮＨ4はクラゲの蛋白質が分解されて生成したＮＨ4である。
したがって、Ｈ2Ｓが数百から数千ppmであるのに対し、ＮＨ4は１０ppm程度で圧倒的に濃度が高く主体の臭気である。
この腐敗臭発生防止には、上述の腐敗防止剤を添加すると、ＯＲＰが低下せず硫酸塩還元菌が繁殖し難い環境となるためと思われる。
【００１３】
〔曝気槽（曝気工程）〕
曝気槽は、前記クラゲ溶解部における水受けピットからのクラゲ排水を導入する槽であって、内部（通常は槽底部）に散気装置が設けられ、これにブロワーと配管を接続して空気で曝気する構成である。空気量は曝気槽１m3辺り０.５〜１０m3/hが好ましいが、より好ましくは２〜５m3/hである。この曝気槽は、１槽単独の場合は槽の水位を維持しながら連続で流入と排出を行う連続処理方式としてもよいし、或いは複数槽を設け、回分処理方式としてもよい。
【００１４】
このような曝気槽では、前記クラゲ溶解部における水受けピットからクラゲ排水を導入して空気曝気することによりＣＯＤ値が低下する。そのため、後段の活性炭での処理の負荷が低減され、活性炭使用量も減少し、ランニングコスト低減をもたらすことができる。
上述のように曝気により生物的にＣＯＤが分解されるが、その分、微生物が増殖し、水中の懸濁物質（ＳＳ）が増加することになる。しかし、後段に加圧浮上分離装置が設けられているので、そこで除去され、活性炭充填塔の目詰まり原因とならない。
この曝気槽におけるクラゲ排水の滞留時間は、１〜３日が適当である。１日の曝気でＣＯＤが急速に低下するが、３日以上曝気してもＣＯＤ低下効果はあまり改善されない。１日より短い曝気でもＣＯＤは低下するので、その分後段の活性炭の寿命は長くなるが、できるだけ活性炭の負荷を低減するには１〜３日が好適である。この滞留時間（曝気時間）が長くなると、曝気槽の容量を大きくする必要があり、活性炭の負荷低減効果との兼ね合いで、滞留時間を設定することが望ましい。
【００１５】
〔加圧浮上分離装置（加圧浮上分離工程）〕
加圧浮上分離装置は、前記曝気槽にて曝気されたクラゲ排水を導入し、凝集剤等を添加し、生成した凝集フロックを浮上分離するものであれば、特の装置構成を限定するものではなく、公知のどのような構成を用いてもよい。一例を挙げると、まず、曝気処理水を加圧浮上槽に導いて撹拌しながら凝集剤を添加し、ｐＨ調整剤を添加してｐＨを５〜９、より好ましくは６〜８に調整する。続いて凝集助剤を添加し、フロックを生成させた後、槽下部で加圧水と混合し、フロックに微細気泡を付着させて浮上させ、上部掻き取り機などで浮上汚泥を分離する。
尚、微細気泡を生成する加圧水は０.３〜０.５Mpaの圧力で処理水と空気を混合して作るものである。また、凝集剤は一般に使用されている塩化第二鉄、硫酸バンド、ＰＡＣなど特に限定するものではないが、塩化第二鉄がＣＯＤ除去性において最も優れている。ｐＨ調整剤としても特に限定するものではないが、苛性ソーダを用いることが好ましい。また凝集助剤としても特に限定するものではないが、アニオン系の高分子凝集剤を用いることが好ましい。
【００１６】
〔活性炭充填塔（活性炭処理工程）〕
活性炭充填塔は、前記加圧浮上分離装置にて生ずる凝集処理水を活性炭と接触させるものであれば、特にその装置構成を限定するものではなく、公知のどのような構成を用いてもよい。例えば図示実施例では、まずろ過塔を通してＳＳを除いた後、活性炭塔に通水し、ＣＯＤの高度処理を行うようにしたが、加圧浮上処理水のＳＳ値が低い場合は、ろ過塔を設けずに直接活性炭塔に通水するようにしてもよい。ろ過塔は、砂やアンスラサイトを充填した砂ろ過や二層ろ過どちらでも可能である。また、活性炭塔は、下向流でも上向流でも何れの方式でもよいが、ＳＳ除去も可能な下向流の方が望ましい。
【００１７】
本発明者らは、夏、取水口から陸揚げされるクラゲが殆どミズクラゲであって、これは大部分が水分であり、陸上で放置すると自然に溶解し、消滅するという特徴に着目した。即ち従来の方式においては、前述のようにクラゲをポンプ等で破砕する方式が採用されているが、そのため、前述のゴミに起因する問題が発生するので、本発明では、ポンプ破砕方式に代えて、前記構成のシート状ろ過体を用いたクラゲ溶解部（クラゲ溶解工程）を採用した。
また、本発明者らは、溶解或いは破砕したクラゲ排水を空気曝気すると、特に種となる菌を添加しなくてもＣＯＤ値が低下することを見出した。この作用は、クラゲに付着していた好気性で高塩類濃度に馴れた菌の作用と考えられる。そのため、本発明では、ＣＯＤ濃度を低下させて活性炭塔の負荷を低減させるため、加圧浮上分離装置の前（上流側）に前記構成の曝気槽（曝気工程）を設置するようにした。
このように本発明では、前記構成のシート状ろ過体を用いたクラゲ溶解部（クラゲ溶解工程）を採用した点、前記構成の曝気槽（曝気工程）を加圧浮上分離装置（加圧浮上分離工程）の前（上流側）に設置した点に特徴を有するものであって、それ以外の構成は、公知のどのような構成を採用してもよい。
【実施例１】
【００１８】
(１)曝気によるＣＯＤ除去
クラゲを約２０Ｌシート状ろ過体の上面に載せ、６時間溶解し、そのクラゲ排水を容器に採り、空気量２L/minで曝気しながら４日間のＣＯＤの変化を測定した。この結果を図３に示した。
クラゲ排水のＣＯＤは当初４３０mg/lであり、これを１日曝気すると１６０mg/l（６３％除去）、２日曝気では８０mg/l（８１％除去）、そして３日曝気では４５mg/l（８０％除去）に達し、それ以降はほとんど変化がなかった。このようにクラゲ排水では単なる空気曝気がＣＯＤ除去に有効であることが確認された。
【００１９】
(２)活性炭処理試験結果
活性炭によるＣＯＤの吸着特性について従来法と本法の比較試験を行った。
・従来法；破砕したクラゲ排水に、３８％塩化第二鉄を２０００mg/l添加し、苛性ソーダでｐＨを７.１に調整し、さらに凝集助剤として「クリフロックＰＡ３３１」（栗田工業株式会社登録商標）を２mg/l添加して凝集、加圧浮上分離処理を行い、その処理水を活性炭に通水した。
・本法；クラゲ排水を１日間空気曝気した後、従来法と同じ条件で、凝集、加圧浮上分離処理を行い、その処理水を活性炭に通水した。
・活性炭処理条件
粒状活性炭１００mlをガラスカラムに充填し、各凝集処理水を定量ポンプを用い、下向流で通水した。通水ＳＶ４、（４００ml/h）
これらの結果を図４に示した。
凝集処理水ＣＯＤ  従来法：４８mg/l  本法：３２mg/l
この結果、従来法は処理水ＣＯＤ２０mg/lに到達するまでの通水量は１９０L/L-AC、即ち充填活性炭量の１９０倍であった。一方、本法の場合は３７０倍通水でき、従来法の１.９５倍である。これは凝集処理水のＣＯＤが従来法で４８mg/lであるが、曝気工程のある本法は３２mg/lと１６mg/l下がったためである。このように活性炭入り口水のＣＯＤ値が低下すると、活性炭処理でのＣＯＤ負荷が低減され、その分充填活性炭当たりの通水量が増えるため、活性炭の交換頻度が下がり、交換費も下がることになり、これが曝気の効果である。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
発電所等において冷却水として汲み上げられる海水中に存在するクラゲの処理に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明のクラゲの処理装置の一実施例を示す処理フローである。
【図２】本発明におけるクラゲ熔解部の一実施例を模式的に示す断面図である。
【図３】実施例における曝気試験結果を示すグラフである。
【図４】実施例における活性炭通水試験結果を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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