(57)【要約】【課題】システム全体としての発生汚泥の減容化を図り、凝集剤を実質的に再利用可能とした、水生生物の処理方法および装置を提供する。【解決手段】陸揚げされた水生生物を一次貯留して無機凝集剤を含有する処理薬剤を添加するとともに、該水生生物をその小片と含有水とに破砕し、後段処理系に移送して凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離する水生生物の処理方法において、前記分離された汚泥の一部を溶解して前段処理系に戻すことにより、含有されている無機凝集剤成分を再利用することを特徴とする水生生物の処理方法および装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陸揚げされた水生生物を一次貯留して無機凝集剤を含有する処理薬剤を添加するとともに、該水生生物をその小片と含有水とに破砕し、後段処理系に移送して凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離する水生生物の処理方法において、前記分離された汚泥の一部を溶解して前段処理系に戻すことにより、含有されている無機凝集剤成分を再利用することを特徴とする水生生物の処理方法。
【請求項２】
前記分離された汚泥の溶解に酸を用いる、請求項１の水生生物の処理方法。
【請求項３】
前記酸として塩酸または硫酸を使用する、請求項２の水生生物の処理方法。
【請求項４】
溶解された汚泥を、前段処理系におけるｐＨが３以下となる量、該前段処理系に戻す、請求項１〜３のいずれかに記載の水生生物の処理方法。
【請求項５】
前記無機凝集剤が鉄系またはアルミニウム系の無機凝集剤からなる、請求項１〜４のいずれかに記載の水生生物の処理方法。
【請求項６】
陸揚げされた水生生物を一次貯留するとともに無機凝集剤を含有する処理薬剤を添加する一次貯留槽、該水生生物をその小片と含有水とに破砕する手段、破砕された水生生物小片とその含有水を二次貯留する原水槽を備えた前段処理系と、原水槽から移送した水生生物小片とその含有水を凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離する後段処理系とを有する水生生物の処理装置において、前記分離した汚泥の一部を溶解して含有されている無機凝集剤成分とともに前段処理系に戻す無機凝集剤再利用系を設けたことを特徴とする水生生物の処理装置。
【請求項７】
前記無機凝集剤再利用系が、分離した汚泥に酸を添加する手段を有する、請求項６の水生生物の処理装置。
【請求項８】
前記無機凝集剤再利用系が、溶解した汚泥を前記一次貯留槽または原水槽に戻すラインを備えている、請求項６または７の水生生物の処理装置。
【請求項９】
前段処理系がｐＨ検出手段を備えている、請求項６〜８のいずれかに記載の水生生物の処理装置。
【請求項１０】
前記後段処理系に、分離した被処理水を濾過する濾過手段および該濾過手段による濾過水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ除去手段が接続されている、請求項６〜９のいずれかに記載の水生生物の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【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、特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水生生物を効率的に処理す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水生生物（海生生物）が混入する。これらの水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、稼働率の低下、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】
また、スクリーンで捕捉したクラゲ等の水生生物を破砕し、物理化学的手段にてＣＯＤ成分の除去を行い放流するといった処理も実施されている。具体的なシステム例としては、クラゲ等の水生生物を「破砕→凝集→固液分離→濾過→活性炭処理」等の一連の工程により処理するシステムが挙げられ、ＣＯＤの放流基準値以下まで低減されていることを確認した後、海域に放流している。
【０００４】
また、クラゲ等に代表される水生生物においては、陸揚げ回収された後、天日乾燥等を実施した場合等の、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。この問題に対しては、たとえば、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、未だ出願未公開の段階にあるが、先に本出願人により、腐敗臭防止薬剤として鉄塩を含む薬剤を使用することが提案されている（特許文献２）。これら腐敗臭防止薬剤は、破砕された水生生物小片に対して凝集剤の役割も果たしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２２７１３号公報（特許請求の範囲）
【０００６】
【特許文献２】
特願２００２−３１１５３０号（特許請求の範囲）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような凝集分離方法では、水生生物を粉砕しアルミニウム系または鉄系の凝集剤を注入し沈殿分離、浮上分離等の固液分離操作によって、凝集汚泥と、濾過等により懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離される。クラゲ等の水生生物を処理する際、前述の如く、これら凝集剤は腐敗臭防止薬剤の役割も果たしており、比較的多量投入されるため、発生する汚泥の量も多い。汚泥の量が多いと、それだけ汚泥処理に要する設備費用、処理費用が嵩むことになる。また、多量の凝集剤を使用することにより、その費用も多大になる。
【０００８】
そこで本発明の課題は、▲１▼発生汚泥の減容化を図り、汚泥発生量を低減させて、汚泥処理設備等のイニシャルコストの低減と、日常の汚泥処理費に関するランニングコストを低減すること、▲２▼凝集剤を実質的に再生・再利用可能として、結果的にアルミニウムや鉄系成分を有価物回収できるようにした、水生生物の処理方法および装置を提供することにある。
【０００９】
【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、陸揚げされた水生生物を一次貯留して無機凝集剤を含有する処理薬剤を添加するとともに、該水生生物をその小片と含有水とに破砕し、後段処理系に移送して凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離する水生生物の処理方法において、前記分離された汚泥の一部を溶解して前段処理系に戻すことにより、含有されている無機凝集剤成分を再利用することを特徴とする方法からなる。
【００１０】
この水生生物の処理方法においては、分離された汚泥の溶解に酸を用いることができる。酸としては、塩酸または硫酸を使用することができる。そして、溶解された汚泥を、前段処理系におけるｐＨが３以下となる量、該前段処理系に戻すことが好ましい。前記無機凝集剤としては、たとえば鉄系またはアルミニウム系の無機凝集剤を使用することができる。
【００１１】
すなわち、本発明においては、無機凝集剤を含む汚泥の一部を溶解し、含有されている無機凝集剤成分を前段処理系に戻して再利用することにより、システム全体としての発生汚泥を減容化し、それによって汚泥処理設備のイニシャルコスト、汚泥処理のランニングコストを低減するとともに、無機凝集剤成分の有価物回収により無機凝集剤の使用量を低減してそれに要する費用も低減できるようにしている。
【００１２】
とくに、アルミニウム系や鉄系の凝集剤によって凝集した汚泥は低ｐＨで再溶解することに着目し、水生生物の処理方法および装置における浮上分離部や沈澱分離部にて固液分離したアルミニウムや鉄系成分を含有した汚泥（ｐＨ６〜８）に、ｐＨをたとえば３以下、好ましくは１以下となるように塩酸や硫酸を添加し攪拌しながら汚泥を溶解させ、アルミニウムや鉄系成分を再生させて再利用できるようにしたものである。再生されたアルミニウムや鉄系成分を凝集剤として使用したところ、後述の実施例に示すように、新たに添加する凝集剤の代替として十分に適用できることがわかった。
【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とともに無機凝集剤を含有する処理薬剤を添加する一次貯留槽、該水生生物をその小片と含有水とに破砕する手段、破砕された水生生物小片とその含有水を二次貯留する原水槽を備えた前段処理系と、原水槽から移送した水生生物小片とその含有水を凝集汚泥と懸濁物質が処理されるべき被処理水とに分離する後段処理系とを有する水生生物の処理装置において、前記分離した汚泥の一部を溶解して含有されている無機凝集剤成分とともに前段処理系に戻す無機凝集剤再利用系を設けたことを特徴とするものからなる。
【００１４】
この水生生物の処理装置においては、前記無機凝集剤再利用系として、分離した汚泥に酸を添加する手段を有するものに構成できる。また、無機凝集剤再利用系として、溶解した汚泥を前記一次貯留槽または原水槽に戻すラインを備えているものに構成できる。つまり、溶解した汚泥に含まれている無機凝集剤成分が一次貯留槽または原水槽で再利用される。さらに、前段処理系はｐＨ検出手段を備えていることが好ましい。これにより、検出されるｐＨ値に基づいて、溶解汚泥の回収量を適切に制御可能となる。
【００１５】
上記後段処理系には、分離した被処理水を濾過する濾過手段および該濾過手段による濾過水中のＣＯＤ成分を除去するＣＯＤ除去手段を接続することができる。ＣＯＤ除去手段によりＣＯＤの放流基準値以下まで処理されていることが確認された後、処理水が海域等に放流される。また、上記後段処理系では、より効果的な分離操作を行うために、凝集助剤を添加したり、最適なｐＨにコントロールしたりすることもできる。
【００１６】
【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、腐敗臭防止薬剤としても機能する凝集剤を収容した凝集剤タンク２から、アルミニウム系あるいは鉄系成分を含有する凝集剤（たとえば、塩化第二鉄や硫酸第二鉄）が注入、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。とくに一次貯留槽１内が酸性側ｐＨに調整されることにより、鉄塩等が溶解し、イオン状になって、腐敗臭防止薬剤としても機能する。
【００１７】
一次貯留槽１には、貯留槽循環移送ポンプ５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。
【００１８】
原水槽６に貯留された水生生物および含有水は、ポンプ７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調整薬剤（たとえば、ＮａＯＨ）を収容したｐＨ調整薬剤タンク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調整薬剤の添加により、ｐＨが中性側（たとえば、６〜７程度）に調整され（中和処理され）、これによって、溶解されていた鉄塩等が水酸化鉄等として析出され、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を収容した凝集助剤タンク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、凝集フロックの成長が促進され、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。
【００１９】
凝集槽１３からの被処理水は、浮上分離や沈澱分離に供されるが、本実施態様では浮上分離槽１６に送られる。この浮上分離槽１６中において、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）等を使用でき、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。
【００２０】
浮上分離槽１６からの汚泥は、たとえば第１汚泥槽１９に貯留され、貯留された汚泥の一部が、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、一次貯留槽１に戻すことが可能である。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。本発明においては、一次貯留槽１および原水槽６までを前段処理系と呼び、流量調整装置８から一連の汚泥分離工程までを後段処理系と呼ぶ。
【００２１】
浮上分離槽１６からの処理水は、本実施態様では、懸濁物質が処理されるべき被処理水として、一旦被処理水槽２５に貯留され、そこからポンプ２６を介して濾過装置２７に送られる。濾過装置２７では、浮上分離処理水中の懸濁物質が除去される。濾過装置２７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２８が設けられており、濾過装置２７により懸濁物質が除去された浮上分離処理水中の（被処理水中の）ＣＯＤ成分が吸着除去される。濾過装置２７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２８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。検出されたＣＯＤ値が基準値以下であることが確認された後、放流等が行われる。
【００２２】
第１汚泥槽１９に貯留され汚泥の一部は、溶解、再利用する目的で、第２汚泥槽２９に移送される。第２汚泥槽２９には、酸タンク３０が接続されており、そこから所定量の酸、たとえば、塩酸あるいは硫酸が供給され、第２汚泥槽２９中の汚泥に添加されて攪拌されることにより、汚泥が溶解される。この汚泥中には、一次貯留槽１で添加された凝集剤の成分が含まれており、該凝集剤成分も溶解される。溶解された汚泥は、溶解汚泥リターンライン３１を介して前段処理系に戻され、、本実施態様では一次貯留槽１に戻され、凝集剤として再利用される。ただし、この溶解汚泥は原水槽６に戻すことも可能である。一次貯留槽１への溶解汚泥の戻し量は、ｐＨ計３の検出値が監視されながら、たとえばｐＨ３以下になるように、好ましくはｐＨ１以下になるように、制御される。
【００２３】
上記のようなシステムにおいては、浮上分離された汚泥の一部が酸によるｐＨ調整により溶解されて、前段処理系、とくに一次貯留槽１に戻され、凝集剤として再利用される。この再利用される汚泥の量だけ、脱水や乾燥に供される汚泥の量は減ることになり、システム全体としての汚泥発生量が低減される。つまり、２０％の汚泥を返送すれば、システム全体としての汚泥発生量は返送しない場合に比べて８０％となり、５０％の汚泥を返送すれば、汚泥発生量は５０％となり、８０％の汚泥を返送すれば、汚泥発生量は２０％となり、大幅に低減される。また、全量返送も不可能ではなく、この場合にはシステム全体として脱水や乾燥に供される汚泥は実質的に発生しないことになる。汚泥発生量の低減により、汚泥処理設備の容量は小さくて済み、設備に要するイニシャルコストは安価になる。また、汚泥処理のランニングコストも大幅に低減されることになる。
【００２４】
また、溶解汚泥返送による含有凝集剤の再利用により、システム全体として使用する無機凝集剤の使用量も大幅に低減されることになり、無機凝集剤の費用も大幅に低減されることになる。
【００２５】
【実施例】
海域より水生生物の一つとしてミズクラゲを採取し、破砕して原水とした。この原水にまず、無機凝集剤として塩化第二鉄を２０００ｍｇ／Ｌとなるように添加した。次いでｐＨを６〜８に調整し、凝集フロックを形成させ、凝集助剤の添加によってフロックを粗大化させた。粗大化させたフロックは、加圧浮上装置を模試したフローテーションテスター（（株）宮本製作所製）にて固液分離を行った。その後汚泥を採取し、３５％塩酸をｐＨが０．７程度となるまで添加し、攪拌しながら汚泥を溶解した。得られた汚泥溶解液を、ミズクラゲ原水に添加し、上記手順に従って凝集効果が得られるか否かを確認した。
【００２６】
凝集剤に新たに添加した塩化第二鉄を利用した場合と、酸によって汚泥を溶解した鉄塩を利用した場合のフロック形成状況と、加圧浮上分離後の処理水ＣＯＤ値を表１に示した。この結果、フロックの形成状況は、新たに塩化第二鉄を添加する場合に比べて同等であり、加圧浮上した後のＣＯＤ値も同等であったことから判断して、発生汚泥は酸によって溶解することで凝集剤として再利用可能であることが確認された。
【００２７】
また、発生汚泥濃度は、通常の新たに塩化第二鉄を添加する場合には、原水ＳＳ分が１３２ｍｇ／Ｌであり、塩化第二鉄の汚泥転換分が、２０００ｍｇ／Ｌ×０．２４３＝４８６ｍｇ／Ｌであり、合計６１８ｍｇ／Ｌであった。これに対し、溶解汚泥再利用の場合には、２０％汚泥返送の場合、６１８ｍｇ／Ｌ×０．８＝４９４ｍｇ／Ｌの発生汚泥濃度、５０％汚泥返送の場合、６１８ｍｇ／Ｌ×０．５＝３０９ｍｇ／Ｌの発生汚泥濃度、８０％汚泥返送の場合、６１８ｍｇ／Ｌ×０．２＝１２４ｍｇ／Ｌの発生汚泥濃度となる。表１には、５０％および８０％汚泥返送の場合を示してある。また、ｐＨを１あるいはそれ以下とすることで、新たに塩化第二鉄を添加する場合と同等の処理水ＣＯＤとなったことから、返送汚泥の量はｐＨが１以下となるようにコントロールすることが好ましい。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
【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、発生する汚泥の一部を溶解して前段処理系に戻し、含有成分を凝集剤として再利用することにより、汚泥の発生量を通常処理の大幅に減容することが可能となった。さらに、汚泥から金属塩等の凝集剤成分を再生し再利用することで有価物回収も可能となった。したがって、汚泥処理設備に関するイニシャルコストとともに汚泥処理に関するランニングコストの大幅な低減が可能となった。
【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。
【符号の説明】
１  貯留槽
２  凝集剤タンク
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調整薬剤タンク
１２  ポンプ
１３  凝集槽
１４  凝集助剤タンク
１５  ポンプ
１６  浮上分離槽
１７  加圧槽
１８  コンプレッサ
１９  第１汚泥槽
２０  ポンプ
２１  脱水機
２２  脱水汚泥
２３  乾燥機
２４  乾燥汚泥
２５  被処理水槽
２６  ポンプ
２７  濾過装置
２８  ＣＯＤ吸着塔
２９  第２汚泥槽
３０  酸タンク
３１  溶解汚泥リターンライン
【図１】
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