(57)【要約】【課題】本発明は、重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を比較的容易に生成できる海洋生物資源の処理方法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、海水の取水時に混入する海藻類又は貝類を含む海洋生物資源の処理方法であって、水分を含む上記海洋生物資源に重金属類不溶化剤を混合する工程と、上記混合工程後の混合物を乾燥する工程とを備える。当該海洋生物資源の処理方法は、上記混合工程前に、水分を含む上記海洋生物資源を加熱する工程をさらに備えるとよい。上記海洋生物資源がヒ素を含むとよい。上記重金属類不溶化剤が鉄粉であるとよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
海水の取水時に混入する海藻類又は貝類を含む海洋生物資源の処理方法であって、
水分を含む上記海洋生物資源に重金属類不溶化剤を混合する工程と、
上記混合工程後の混合物を乾燥する工程と
を備える海洋生物資源の処理方法。
【請求項２】
上記混合工程前に、水分を含む上記海洋生物資源を加熱する工程
をさらに備える請求項１に記載の海洋生物資源の処理方法。
【請求項３】
上記海洋生物資源がヒ素を含む請求項１又は請求項２に記載の海洋生物資源の処理方法。
【請求項４】
上記重金属類不溶化剤が鉄粉である請求項１、請求項２又は請求項３に記載の海洋生物資源の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、海洋生物資源の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
海水は、食塩やアルカリ金属等を得るための原料や、生活用水、バラスト水、冷却水等に用いられている。海水を得る際には、取水時期や取水場所に応じて様々な海洋生物資源が混入する場合がある。海水の取水時に混入する海洋生物資源としては、海藻類や貝類が挙げられる。
【０００３】
海水の取水時に混入するこれらの海洋生物資源は、一般的に産業廃棄物として処理される。海洋生物資源が産業廃棄物として処理される際には、減容化及び腐敗臭の抑制を目的として、海洋生物資源に対して乾燥処理が施される。
【０００４】
海藻類にはヒ素が多く含まれ、貝類の貝肉、内臓又はウロにはヒ素、カドミウム、６価クロム等が含まれていることが知られている。また、海洋生物資源のヒ素含有量が多いと、海洋生物資源のヒ素溶出量が増大する傾向がある。このため、海洋生物資源がヒ素を多く含む場合には、乾燥後の海洋生物資源のヒ素溶出量が、産業廃棄物として廃棄可能な法定の基準値を超過することがある。
【０００５】
海洋生物資源中のヒ素は、海洋生物資源が水に浸漬される場合に水中に溶出する。このため、例えば海洋生物資源を沸騰したお湯に投入した後、この海洋生物資源を水洗する処理が採用されれば、海洋生物資源のヒ素含有量は低減される。しかしながら、この処理が採用される場合には、お湯を用意するために多大なエネルギーが必要となり、さらにはヒ素を含有している使用後のお湯及び水洗水の後処理が必要となる。
【０００６】
一方、魚介廃棄物に菌類を加える魚介廃棄物の処理方法が提案されている（特許文献１）。特許文献１は、魚介廃棄物に加えられた硫化菌、硝酸菌、亜硝酸菌が、魚介廃棄物中に残留しているヒ素やカドミウムを分解し、分解されたヒ素やカドミウムを大気中に放出することにより、魚介廃棄物中の重金属類を除去できるとしている。しかしながら、特許文献１の処理方法は、菌類の活動を活発にするための温度管理を必要とし、さらには処理に多大な時間を必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１１４５８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を比較的容易に生成できる海洋生物資源の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】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた発明は、海水の取水時に混入する海藻類又は貝類を含む海洋生物資源の処理方法であって、水分を含む上記海洋生物資源に重金属類不溶化剤を混合する工程と、上記混合工程後の混合物を乾燥する工程とを備える。
【００１０】
海洋生物資源に含まれる重金属類は、海洋生物資源が水分を含むことによって、この水分に溶出する。当該海洋生物資源の処理方法は、水分を含んだ状態の海洋生物資源に重金属類不溶化剤を混合する工程を備えているので、海洋生物資源から水分へ重金属類を溶出させた状態で水分に溶出した重金属類を不溶化する。そして当該海洋生物資源の処理方法は、重金属類を不溶化した状態で重金属類不溶化剤を混合した海洋生物資源を乾燥するので、多大なエネルギーや水洗水を必要とせず、重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を比較的容易に生成できる。
【００１１】
当該海洋生物資源の処理方法は、上記混合工程前に、水分を含む上記海洋生物資源を加熱する工程をさらに備えるとよい。これにより、当該海洋生物資源の処理方法は、海洋生物資源の重金属類の含有量を大幅に減少させ、水分へ溶出した重金属類を不溶化することにより、重金属類の溶出量を十分に抑制した海洋生物資源を生成できる。
【００１２】
上記海洋生物資源がヒ素を含むとよい。これにより、当該海洋生物資源の処理方法は、ヒ素の溶出量を抑制した海洋生物資源を生成できる。
【００１３】
上記重金属類不溶化剤が鉄粉であるとよい。鉄は、ヒ素に加えて、鉛、カドミウム、６価クロム、セレン等を吸着により不溶化できるので、当該海洋生物資源の処理方法は、これらの重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を生成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の海洋生物資源の処理方法は、重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を比較的容易に生成できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態である海洋生物資源の処理方法を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る海洋生物資源の処理方法の実施形態について詳説する。
【００１７】
当該海洋生物資源の処理方法は、海水の取水時に混入する海藻類又は貝類を含む海洋生物資源の処理方法であり、図１に示すように、水分を含む海洋生物資源を加熱する加熱工程Ｓ１と、水分を含む海洋生物資源に重金属類不溶化剤を混合する混合工程Ｓ２と、混合工程Ｓ２後の混合物を乾燥する乾燥工程Ｓ３とを備えている。ここで、水分を含む海洋生物資源とは、未乾燥であり、海水又は水洗水が付着した状態の海洋生物資源を示す。
【００１８】
＜加熱工程＞
加熱工程Ｓ１は、水分を含んだ状態の海洋生物資源を加熱する工程であり、海洋生物資源に含まれる重金属類の水分への溶出を促すために実施される。水分を含む海洋生物資源の加熱には、特に限定されないが、例えば太陽光の吸収による発熱、化石燃料の燃焼熱、発電所等のプラントからの排熱、地熱等が用いられる。
【００１９】
（海洋生物資源）
当該海洋生物資源の処理方法の処理対象となる海洋生物資源は、海水を取水する際に混入する海藻類又は貝類を含む海洋生物資源であり、例えば海中を浮遊している海藻類や、取水装置の水路、ピット又は配管に付着する貝類が挙げられる。これらの海洋生物資源は、取水中又は取水後に海水から取り出されるが、ヒ素、鉛、カドミウム、６価クロム、セレン等の重金属類を有害物質として多く含んでいる場合がある。例えば、ヒジキやホンダワラ属等の海藻類にヒ素が多く含まれ、藤壺やムラサキイガイ等の貝類の貝肉、内臓又はウロにヒ素、カドミウム、６価クロム等が多く含まれることが知られている。当該海洋生物資源の処理方法は、処理対象としてこれらの重金属類を多く含む海洋生物資源を選択すると特に好ましい。なお、海洋生物資源は、海藻類又は貝類の少なくとも一方を含むが、これら以外の例えば魚類等の海洋生物を含んでいてもよい。
【００２０】
加熱工程Ｓ１で水分を含む海洋生物資源を加熱する際の保持温度の下限としては、３０℃が好ましく、３５℃がより好ましく、４０℃がさらに好ましい。一方、保持温度の上限としては、１００℃が好ましく、８０℃がより好ましく、７０℃がさらに好ましい。保持温度が上記下限に満たないと、海洋生物資源に含まれる重金属類の水分への溶出が促進されないおそれがある。逆に、保持温度が上記上限を超えると、過大な加熱エネルギーを必要とするおそれがある。
【００２１】
加熱工程Ｓ１は、海洋生物資源に含まれる重金属類の種類や重金属類の量に応じて適宜実施されればよく、海洋生物資源に含まれる重金属類の水への溶解度が高い場合や海洋生物資源に含まれる重金属類の量が少ない場合は実施されなくてもよい。
【００２２】
＜混合工程＞
混合工程Ｓ２は、水分を含む海洋生物資源に重金属類不溶化剤を混合する工程であり、海洋生物資源から水分に溶出した重金属類を不溶化するために実施される。水分を含む海洋生物資源と重金属類不溶化剤との混合には、特に限定されないが、例えばバッチ式混合機を用いる手法又は搬送装置で搬送中の水分を含む海洋生物資源にホッパから重金属類不溶化剤を連続供給する手法が採用される。
【００２３】
（重金属類不溶化剤）
重金属類不溶化剤は、水分に溶出した重金属類を不溶化する機能を持つ添加剤である。重金属類不溶化剤としては、例えば鉄粉や、石灰系、マグネシア系、セメント系等の固化剤や、塩化第二鉄や、ポリ塩化アルミニウム等が用いられる。ただし、固化剤を採用する場合は、水分で固化する前に海洋生物資源から重金属類を溶出させる必要があり、塩化第二鉄やポリ塩化アルミニウムを採用する場合は、これらが重金属類と共沈するまでこれらを液体の状態に保持する必要がある。一方、鉄粉は、特別な操作を必要としない上に、ヒ素とともに、鉛、カドミウム、６価クロム、セレン等の重金属類を吸着しこれらを不溶化できる。このため、当該海洋生物資源の処理方法に用いられる重金属類不溶化剤が鉄粉であると特に好ましい。
【００２４】
重金属類不溶化剤として鉄粉が採用される場合、この鉄粉としては、例えば還元鉄粉、アトマイズ鉄粉、合金鋼粉、酸化鉄粉又はスラグ粉が採用される。ただし、重金属類の吸着能力の観点から、鉄粉における金属鉄の含有量は、８０質量％以上が好ましく、９０質量％以上がより好ましい。ここで、金属鉄とは、価数ゼロの状態の鉄を示す。
【００２５】
重金属類不溶化剤としての鉄粉の平均粒子径は、鉄粉の重金属類を吸着する能力や混合作業の容易性の考慮により選択される。鉄粉の平均粒子径の下限としては、０．０２ｍｍが好ましく、０．０７ｍｍがより好ましく、０．１０ｍｍがさらに好ましい。一方、鉄粉の平均粒子径の上限としては、１ｍｍが好ましく、０．８ｍｍがより好ましく、０．５ｍｍがさらに好ましい。鉄粉の平均粒子径が上記下限に満たないと、水分を含む海洋生物資源に鉄粉を混合する際の取り扱いが困難になるおそれがある。逆に、鉄粉の平均粒子径が上記上限を超えると、鉄粉の比表面積が小さくなり、重金属類を吸着する能力が低下するおそれがある。なお、鉄粉の平均粒子径は、例えばレーザ回折式の粒度分布測定装置によって測定される粒度分布により求められる体積平均粒子径（Ｄ５０）である。
【００２６】
重金属類不溶化剤としての鉄粉の添加量は、鉄粉の重金属類を吸着する能力や経済性の考慮により選択される。鉄粉と海洋生物資源との混合比の下限としては、質量基準で、１：５０が好ましく、１：３０がより好ましく、１：２０がさらに好ましい。一方、上記混合比の上限としては、２：１が好ましく、１．５：１がより好ましく、１：１がさらに好ましい。上記混合比が上記下限に満たないと、鉄粉の重金属類を吸着する能力が不足し、乾燥工程Ｓ３後の海洋生物資源からの重金属類の溶出が抑制されないおそれがある。逆に、上記混合比が上記上限を超えると、混合に用いる鉄粉の量が増大し、コストが過大となるおそれがある。
【００２７】
＜乾燥工程＞
乾燥工程Ｓ３は、混合工程Ｓ２後の混合物を乾燥する工程であり、重金属類不溶化剤を混合した海洋生物資源の減容化及び腐敗臭の抑制を目的として実施される。混合物の乾燥には、特に限定されないが、例えばオーブン炉等のバッチ式乾燥機又はロータリキルン等の連続式乾燥機が用いられる。混合物は、乾燥により水分を取り除かれた乾燥品となる。
【００２８】
乾燥工程Ｓ３後の乾燥品は、フレキシブルコンテナやバケットに充填又はトラックの荷台に直積み可能であり、産業廃棄物として廃棄される場合は処分場へ搬送され、有効成分の抽出素材、肥料又は飼料として再利用される場合は再生工場へ搬送される。
【００２９】
（利点）
当該海洋生物資源の処理方法は、水分を含んだ状態の海洋生物資源に重金属類不溶化剤を混合する混合工程Ｓ２を備えているので、海洋生物資源から水分へ重金属類を溶出させた状態で水分に溶出した重金属類を不溶化する。そして当該海洋生物資源の処理方法は、乾燥工程Ｓ３で、重金属類を不溶化した状態で重金属類不溶化剤を混合した海洋生物資源を乾燥するので、多大なエネルギーや水洗水を必要とせず、重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を比較的容易に生成できる。
【００３０】
また、当該海洋生物資源の処理方法は、混合工程Ｓ２の前に、水分を含む海洋生物資源を加熱する加熱工程Ｓ１を備えているので、海洋生物資源の重金属類の含有量を大幅に減少させ、水分へ溶出した重金属類を不溶化することにより、重金属類の溶出量を十分に抑制した海洋生物資源を生成できる。
【００３１】
特に、当該海洋生物資源の処理方法は、重金属類不溶化剤として鉄粉を採用することで、ヒ素に加えて、鉛、カドミウム、６価クロム、セレン等を鉄の吸着作用により不溶化できる。このため、当該海洋生物資源の処理方法は、ヒ素を含む様々な重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を生成できる。
【００３２】
当該海洋生物資源の処理方法により生成され、重金属類の溶出量を抑制された海洋生物資源は、産業廃棄物として廃棄可能となるだけでなく、必要な条件を満たせば、ビタミン、ミネラル、食物繊維等の有効成分の抽出素材、田畑への肥料又は動物への飼料として再利用可能となる。このため、当該海洋生物資源の処理方法は、環境負荷の低減にも寄与できる可能性がある。
【００３３】
＜その他の実施形態＞
本発明の海洋生物資源の処理方法は、上記実施形態に限定されない。
【００３４】
上記実施形態では、混合工程Ｓ２前に、加熱工程Ｓ１で水分を含む海洋生物資源を加熱するものについて説明したが、水分を含む海洋生物資源の加熱タイミングは、混合工程Ｓ２後であってもよく、例えば、海洋生物資源の処理方法が、乾燥工程Ｓ３前に、混合工程Ｓ２後の混合物を加熱する工程を備えるものであってもよい。ただし、加熱時の海洋生物資源からの重金属類の溶出及び重金属類不溶化剤による重金属類の不溶化には一定の時間が必要となるので、時間効率の観点から、上記実施形態のように、混合工程Ｓ２前に水分を含む海洋生物資源を加熱する方が好ましい。
【実施例】
【００３５】
以下、実施例によって本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３６】
［加熱試験］
まず、産業廃棄物に含まれる金属等の検定方法（昭和４８年環境庁告示第１３号試験）に基づいて、ホンダワラ属の海藻のヒ素溶出量を測定した。海藻のヒ素溶出量は１．２ｍｇ／Ｌであった。
【００３７】
次に、純水を１００℃に沸騰させたお湯５０００ｇに水分を含んだ状態のホンダワラ属の海藻１００ｇを投入し、１００℃のまま１２０分間保持した。その後、お湯から取り出した海藻を２５℃の水洗水に投入し、３分間保持した。水洗後の海藻を１８０℃の恒温炉に挿入し、３０分間乾燥した。お湯及び水洗水のヒ素濃度を測定すると、それぞれ０．７２ｍｇ／Ｌ及び０．００８ｍｇ／Ｌであった。また、乾燥後の海藻の質量は４３ｇであった。さらに、昭和４８年環境庁告示第１３号試験に基づいて、乾燥後の海藻のヒ素溶出量を測定した結果、ヒ素溶出量は０．０６ｍｇ／Ｌであった。
【００３８】
［Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の試験］
水分を含んだ状態のホンダワラ属の海藻１００ｇと様々な量の鉄粉とをバット上で均一に混合した後、この混合物を１０５℃の恒温炉に挿入し、６時間乾燥した。その後、昭和４８年環境庁告示第１３号試験に基づいて、乾燥物のヒ素溶出量を測定した。処理前の海藻状態、海藻と混合した鉄粉の重量及び乾燥物のヒ素溶出量を表１に示す。なお、Ｎｏ．４は、鉄粉を混合しなかった試験である。
【００３９】
［Ｎｏ．５〜Ｎｏ．８の試験］
予め乾燥したホンダワラ属の海藻１００ｇと様々な量の鉄粉とをビニル袋内で均一に混合した。その後、昭和４８年環境庁告示第１３号試験に基づいて、混合物のヒ素溶出量を測定した。処理前の海藻状態、海藻と混合した鉄粉の重量及び混合物のヒ素溶出量を表１に示す。なお、Ｎｏ．８は、鉄粉を混合しなかった試験である。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
表１に示すように、海藻に加える鉄粉の量を増加させると海藻のヒ素溶出量が減少することが確認された。また、水分を含んだ状態の海藻に鉄粉を加えたＮｏ．１〜Ｎｏ．３の試験は、予め乾燥した海藻に鉄粉を加えたＮｏ．５〜Ｎｏ．７の試験と比較して、海藻のヒ素溶出量を大幅に減少させることが確認された。
【００４２】
さらに、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．８の試験では、乾燥物又は混合物のヒ素溶出量が、日本国の廃棄物処理法で規定されているヒ素溶出量の基準上限値０．３ｍｇ／Ｌ以上の値を示し、Ｎｏ．１及びＮｏ．２の試験では、乾燥物のヒ素溶出量が、この基準上限値未満の値を示すことが確認された。
【００４３】
以上の結果から、水分を含んだ状態の海藻に鉄粉を一定量以上加えた場合に、海藻からのヒ素の溶出量を効果的に抑制できるといえる。また、加熱試験から、海藻を加熱することで海藻に含まれるヒ素が水分へ効果的に溶出するといえるので、水分を含んだ状態の海藻を加熱した後に鉄粉を加える場合には、より高いヒ素溶出量の抑制効果が期待される。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の海洋生物資源の処理方法は、海水の取水時に混入する海藻類又は貝類を含む海洋生物資源から重金属類の溶出量を抑制した海洋生物資源を比較的容易に生成できる。このため、当該海洋生物資源の処理方法は、重金属類を多く含む海洋生物資源であっても、産業廃棄物としての処理や資源としての再利用を可能とする。
【図１】
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