JP2005342592A - 減容化処理方法及び減容化処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高含水の水棲生物、特にクラゲを、効率的に減容化処理することができる減容化処理方法及び減容化処理装置を提供すること。
【解決手段】高含水率の水棲生物を圧搾する圧搾工程を含んで前記水棲生物を減容化する水棲生物の減容化処理方法である。この圧搾工程は、内部が中空なスクリュー軸２６を備えた加熱型スクリュープレス装置２０を用いて間接加熱しながら、水棲生物Ｆ（Ｆａ）を加熱圧縮プレスを行い、圧搾により生成した圧搾液を排出しつつ水棲生物の減容化処理を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クラゲなどの高含水率の水棲生物を廃棄する際に使用される減容化処理方法及び減容化処理装置に関する。

火力発電所や原子力発電所等においては、海水を利用して、タービンの蒸気等を冷却している。ここで、海水を利用する際は、スクリーン等を用いて海水を濾過しているため、これにより捕集されるクラゲなどの高含水性の水棲生物の廃棄処理が問題となっている。また、漁業において捕集された、捕獲目的でないクラゲの処分についても同様である。

一般に、水分含有量の少ない魚類や海草類については、加熱処理や生物分解による堆肥化処理が比較的容易にできる。しかしながら、クラゲは、その大部分が水分であることから、加熱処理や堆肥化処理を効率的に実現するのは困難である。

例えば、このような生物系廃棄物の堆肥化では、温度の他に水分が大きな影響を与えることが知られており、クラゲなどの水分含有量の高い水棲生物を堆肥化する場合には、事前に何らかの乾燥処理又は脱水処理を施す必要がある。

そこで、水棲生物としてのクラゲを熱水又は水蒸気に接触させて減容化させる減容化処理装置が既に提案されている（例えば、特許文献１参照及び非特許文献１参照。）。

特許文献１では、熱水を貯留した貯留槽中に、透水性のコンベアにクラゲを搬送させ、クラゲを搬送した状態でコンベアの所定区間を熱水中を通過させることにより減容化を行っている。

また、非特許文献１では、図５に示すように、収容槽１に収容されているクラゲは、加熱水中に投入され、供給ポンプ２により粉砕ユニット３を通過して水切り部４に供給され、水切り部４からロータリースクリュー式の脱水槽（スクリュープレス装置５）に供給されて脱水されている。また、この非特許文献１の図９には、水蒸気をスクリュープレス装置５に直接投入する生吹かしが行われている。
特開平１１−１３８１４６号公報（第４頁） 火力原子力発電 Ｖｏｌ．４３ Ｎｏ．４（第８５−９１頁）

しかしながら、上述の従来の減容化処理装置によれば、熱水又は蒸気などの加熱媒体がクラゲに直接接触するように構成され、クラゲから排出される圧搾液が加熱媒体と混合するように構成されている。そのため、クラゲのような含水率の高い水性生物をこれらの減容化処理装置で減容化すると、水棲生物から多量に排出される圧搾液が加熱媒体に混入されて加熱媒体の温度を急激に低下させるため、多量の加熱媒体が必要であるという問題があった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、高含水の水棲生物、特にクラゲを、効率的に減容化処理することができる減容化処理方法及び減容化処理装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、鋭意検討した結果、高含水率の水棲生物の減容化処理の場合には、加熱媒体による直接加熱に代えて間接加熱を行えるスクリュープレス装置を用いれば、上述の課題が解決できることを認めた。

すなわち、請求項１記載の発明は、高含水率の水棲生物を圧搾する圧搾工程を含んで前記水棲生物を減容化する水棲生物の減容化処理方法において、前記圧搾工程は、加熱媒体による間接加熱下で、圧搾により生成した圧搾液を排出しつつ行われることを特徴とする水棲生物の減容化処理方法である。

このように構成すれば、圧搾工程が、加熱媒体による間接加熱下で、圧搾により生成した圧搾液を排出しつつ行われるので、圧搾の初期工程で排出した温度の低い圧搾液が加熱媒体と混合されずに排出して分離できるので、加熱媒体の温度低下を抑制できる。

また、請求項２に記載の発明は、前記減容化処理方法は、前記高含水の水棲生物を予め破砕する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の減容化処理方法である。

水棲生物の加熱方法が熱伝導などの間接加熱の場合には、このような水棲生物を予め粉砕させることにより接触面積が増大されて伝熱効率を上げることができる。また、水棲生物を適度な大きさに破砕することにより、水棲生物のスクリュープレス装置への供給が容易になり、定量供給が容易となる。

また、本発明においては、加熱媒体は水棲生物と接触することなく加熱に供される間接加熱であるので、加熱媒体を圧搾液で汚染させることがない。これにより加熱媒体は、そのまま本発明のスクリュープレス装置の加熱又はその他の装置の加熱媒体として利用することができ、熱効率を一層挙げることができる。

このような間接加熱が行える減容化処理装置としては、次の装置が例示できる。

すなわち、請求項４に記載の発明は、高含水の水棲生物を受け入れて該水棲生物を圧搾して固液分離するスクリュープレス装置を含み、該スクリュープレス装置は、前記水棲生物を受け入れる受入部と、回転することにより前記水棲生成物を搬送するスクリューと、該スクリューのフィンの外周に摺接して配設され、該スクリューを回転させることにより前記水棲生物を圧搾しつつ圧搾液を排出する筒状ストレーナと、前記圧搾液を回収する液回収部と、前記スクリューにより搬送された圧搾物を排出する排出部とを含んで構成され、前記スクリューは、加熱媒体による間接加熱装置を備えていることを特徴とする減容化処理装置である。

このような間接加熱装置としては、スクリューの軸を中空の筒状として、スクリュー軸内に水蒸気などの加熱媒体を通過させるように構成するのがよい。

また、請求項５に記載の発明は、前記減容化処理装置は、前記高含水の水棲生物を予め破砕する粉砕装置と該粉砕物を前記受入部まで搬送する搬送装置を含むことを特徴とする請求項４記載の減容化処理装置である。

本発明によれば、高含水の水棲生物、特にクラゲを、効率的に減容化処理することができる減容化処理方法及び減容化処理装置を提供することができる。

本発明の実施の形態を、図を参照しつつ説明する。

図１に示すように、本実施形態の減容化処理装置１０は、水棲生物Ｆ…を破砕する破砕刃（図示せず）を備えた水中ポンプ１２と、破砕物Ｆａ…を吸引してスクリュープレス装置２０へ定量的に送給する定量ポンプ（供給ポンプ）１４と、破砕物Ｆａ…を圧搾するスクリュープレス装置２０と、スクリュープレス装置２０に加熱媒体Ｓを送出する加熱媒体供給装置１６とから大略構成されている。

ここで、この減容化処理装置１０で圧搾処理する水棲生物Ｆは、魚類、海草類、鉢虫類、花虫類、両生類等、水中で生活する高含水の（水分含有率が高い）生物を例示することができ、特に含水率の高いクラゲの圧搾に用いれば、効率的に水分を排除しつつ減容できるため好適である。

水中ポンプ１２は、処分対象となる水棲生物Ｆを収容した第１収容槽１３内に配設され、水棲生物Ｆを吸引しつつ適当な大きさに破砕するとともに送給管１２ａを介して粉砕物Ｆａを第２収容槽１５に送給する。

定量ポンプ１４は、第２収容槽１５内に配設され、供給管１４ａを介して破砕物Ｆａを定量的にスクリュープレス装置２０に送給する。

このスクリュープレス装置２０は、水棲生物Ｆを受け入れて間接加熱下で、水棲生物Ｆを圧搾して圧搾液を排出しつつ固液分離するものであれば、特には限定されない。

例えば、水棲生物Ｆを受け入れる受入部２１と、回転することにより水棲生成物Ｆを搬送するスクリュー２３と、スクリュー軸２６に螺旋状に固定されたフィン２７の外周に摺接して配設され、スクリュー軸２６を回転させることにより水棲生物Ｆを圧搾しつつ圧搾液を排出する筒状ストレーナ２２と、圧搾液を回収する液回収部２４と、液回収部２４により回収された圧搾液を一時的に貯留する圧搾液貯留槽１８と、スクリュー２３により搬送された圧搾物（処理物残渣Ｒ）を排出する排出部２５とを含んで構成され、スクリュー軸２６は、内部が中空となり、蒸気などの加熱媒体Ｓを通過させて熱伝導によりスクリュー２３が間接的に加熱できるように構成されている。

このような加熱媒体Ｓは、例えば、加熱媒体供給装置１６により供給される。この実施例では、バルブ１６ａから受け入れたスチームＳは、加熱媒体供給装置１６により再加熱されて、スチーム供給管１６ｂによりスクリュープレス装置２０に供給される。スクリュープレス装置２０では、スクリュー軸２６の中空部にスチームＳを受け入れて伝熱加熱により内部を加温すると共にドレーンＳａは排液管１６ｃより排出される。また、ドレーンＳａの一部は、再利用管１６ｄにより加熱媒体供給装置１６に循環されて再利用することもできる。

また、この実施例では、クラゲなどの水棲生物Ｆまたはその破砕物Ｆａを受け入れる受入部２１としての受入口は、スクリュー２３の基部付近２３ａの上方に設けられ、処理物残渣Ｒを排出する排出部２５としての排出口は、スクリュー２３の先端付近２３ｂの下方に設けられている。

このようなスクリュープレス装置２０の具体的な一例は、図２から図４に詳細に図示されている。ここで、筒状ストレーナ２２は、網の目状または穿孔されており、圧搾液を濾過可能とされている。また、液回収部２４は、これらの図２〜４では、その詳細は省略されている。そして、液回収部２４が、筒所ストレーナ２２の全体を覆っている。これにより濾過された圧搾液は液回収部２４により回収可能に構成されている。

ここで、図２のスクリュープレス装置２０では、筒状ストレーナ２２は略同一径であるが、内部に装填されるスクリュー軸２６の径ｄ（ｄ１…ｄ８）が基部付近２３ａから先端付近２３ｂに向けて漸増されている。これによりスクリュー軸２６の周囲の処理物残渣Ｒ（Ｒ１…Ｒ８）が収納される処理空間は、基部付近２３ａから先端付近２３ｂに向けて漸減されている。

また、図３のスクリュープレス装置２０では、スクリュー軸２６は略同一径であるが、外筒としての筒状ストレーナ２２の内径ｒ（ｒ１…ｒ９）が基部付近２３ａから先端付近２３ｂに向けて漸減されている。これにより、スクリュー軸２６の周囲の処理物残渣Ｒ（Ｒ１…Ｒ８）が収納される空間も同様に基部付近２３ａから先端付近２３ｂに向けて漸減されている。

また、図４のスクリュープレス装置２０では、スクリュー軸２６は略同一径であり、また、筒状ストレーナ２２も略同一径であるが、螺旋状に配列しているフィン２７の間隔ｐ（ｐ１…ｐ６）が基部付近２３ａから先端付近２３ｂに向けて漸減され、これによりスクリュー軸２６の周囲の処理物残渣Ｒ（Ｒ１…Ｒ８）が収納される空間も基部付近２３ａから先端付近２３ｂに向けて漸減されている。

また、図２〜図４のいずれの場合にも、スクリュー軸２６は、中空となり、不図示のスチーム供給管１６ｂに接続された基部端２６ａからスチームＳを受け入れて、先端２６ｂからドレーンＳａを排出するように構成されている。

以上のように構成された減容化処理装置１０の作用について図１により説明する。

先ず、収容槽１３に収容されたくらげなどの水棲生物Ｆは、水中ポンプ１２を稼動させることにより適度な大きさに切断されつつ送給管１２ａを介して第２収容槽１５に送給される。第２収容槽１５では、定量ポンプ１４が稼動されることにより、単位時間当たりに一定容量の破砕物Ｆａを供給管１４ａを介して受入部２１へ送給する。水棲生物Ｆは適度な大きさに破砕されているので、定量ポンプ１４での供給量を安定させることができる。

受入部２１により受け入れた破砕物Ｆａは水、海水などの媒体を含んでいるが、この媒体は筒状ストレーナ２２を通過して液回収部２４により回収されて圧搾液回収槽１８に一時的に貯留される。

また、この破砕物Ｆａは、スクリュー２３の回転により基部付近２３ａから先端付近２３ｂに向けて運搬されつつ、減容化されて圧搾される。これにより破砕物Ｆａは圧搾液を筒状ストレーナ２２から排出する。この排出液（圧搾液）は、液回収部２４から回収されて圧搾液貯留槽１８に貯留される。

この間、加熱媒体供給装置１６により発生したスチームＳは、スクリュー軸２６内を通過してスクリュー２３を伝熱により内部から加熱する。これにより、このスクリュー２３（スクリュー軸２６及びフィン２７）に接触した水棲生物Ｆ（破砕物Ｆａ）は伝熱加熱されて温度が上昇する。これにより、圧搾により圧搾された圧搾物（処理物残渣Ｒ）の減容化（Ｒ１→Ｒ８）は一層、容易に進行される。

加熱媒体としての水蒸気Ｓは、水棲生物Ｆ（又は破砕物Ｆａ）と直接接触することなく、スクリュープレス装置２０からドレーンＳａとして排出される。このドレーンＳａの一部は再利用管１６ｄを介して加熱媒体供給装置１６に送給されて、循環再利用される。また、ドレーンＳａの一部は、排液管１６ｃから直接廃棄される。

これにより、以上に説明した減容化処理装置によれば、加熱媒体は水棲生物と接触することなく加熱に供されるので、加熱媒体を圧搾液で汚染させることがない。これにより加熱媒体は、そのまま本発明のスクリュープレス装置の加熱又はその他の装置の加熱媒体として利用することができ、熱効率を一層挙げることができる。

つぎに実施例により、本発明の効果を一層具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

図１に示す減容化処理装置１０を用い、水中ポンプ１２としては、相互ポンプ製作所社製のＣＷＦ−Ｃ−Ｏ−０．７５Ｋｗ型水中カッター付きポンプ（吐出量７５−４６０Ｌ／ｍｉｎ；揚程６．３ｍ〜１．６ｍ）、定量ポンプ１４としては、兵紳装備社製のＮＹＴ−３０型定量ポンプ（吐出量５−１５０Ｌ／分；全圧力０．１Ｍｐａ；回転数５５−１６０ｒｐｍ）、及びスクリュープレス装置２０としては、富国工業社製の間接加熱型スクリュープレス装置を用いた。

また、加熱媒体供給装置１６としては、三浦工業社製のＭＥ５０型蒸気ボイラー（最高圧力０．５９ＭＰａ（１５８℃）、０．２ＭＰａ（１３２℃）、蒸発量６３ｋｇ／時間、熱出力４０９６４ｋｃａｌ／時間）を用いた。

クラゲ破砕物Ｆａを含む海水溶液を定量ポンプにて、一定速度（５〜１５Ｌ／分）で加熱型スクリュープレスに移送した。加熱型スクリュープレスには、２〜３ｋｇ／ｃｍ²，１５０℃の蒸気を通気させてスクリューの外表面の温度を１２０℃とした。

クラゲを含む被処理原料を加熱型スクリュープレス入り口に供給すると、破砕されたクラゲは、スクリューの回転により圧搾されつつ圧搾物（処理物残渣Ｒ：Ｒ１…）はスクリュー２３の先端付近２４ｂに向けて送給された。圧搾により絞り出された圧搾液（溶液）は液回収部２４により回収されて圧搾液貯留槽１８に貯留された。

このような加熱圧搾処理を行ったところ、加熱型スクリュープレスの先端付近２３ｂの出口では、ほとんど固形物の残留がなく、破砕物Ｆａと媒体（海水）との和である被処理原料の容積に対して、１．８％程度の容積の固形物のみが処理物残渣Ｒとして回収された。この処理物残渣Ｒの含水率は７５％であり、産業廃棄物として処理する場合の容積が著しく減少でき、処理費用が著しく低減できた。

また、圧搾により排出された圧搾液を含む圧搾液貯留槽１８に貯留された排出液は、ＣＯＤ濃度が５５０ｍｇ／Ｌ、懸濁物質濃度が１５００ｍｇ／Ｌであった。このようなＣＯＤ及び懸濁物質濃度の増加はクラゲ本体に由来するタンパク質や微細な破砕物に由来するものであり、適宜の廃水処理手法などによりこれらの成分の除去が容易に行え、廃水処理後には排水することが可能である。

以上、この発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。

例えば、排出部２５は、先端付近２３ｂの下方に配置されていたが、排出口から圧搾物が排出できれば、スクリュー２３の回転により排出物は圧縮されて送り出しできるので、先端付近２３ｂの上方又は側方などの任意の位置に配設されていてもよい。

また、処理媒体としては、海水を例示したが、水などでもよい。また、加熱媒体は、間接加熱であるので、水蒸気に限らずに、適宜の流動性のある熱媒体を利用することができる。

本発明に係る減容化処理装置の概要を説明する図である。 図１のスクリュープレス装置の詳細の一実施例を説明する図である。 図１のスクリュープレス装置の詳細の一実施例を説明する図である。 図１のスクリュープレス装置の詳細の一実施例を説明する図である。 従来の減容化処理装置の概要を説明する図である。

符号の説明

１：収容槽（くらげ収容槽）
２：供給ポンプ
３：粉砕ユニット
４：水切り
５：脱水槽（スクリュープレス装置）
１０：減容化処理装置
１２：水中ポンプ
１２ａ：送給管
１３：第１収容槽
１４：定量ポンプ（供給ポンプ）
１４ａ：供給管
１５：第２収容槽
１６：加熱媒体供給装置
１６ｂ：スチーム供給管
１６ｃ：排液管
１６ｄ：再利用管
１８：圧搾液貯留槽
２０：スクリュープレス装置
２１：受入部
２２：筒状ストレーナ
２３：スクリュー
２３ａ：基部付近
２４ｂ：先端付近
２４：液回収部
２５：排出部
２６：スクリュー軸
２６ａ：基部端
２６ｂ：先端
２７：フィン
Ｆ：水棲生物（クラゲ）
Ｆａ：破砕片
Ｓ：加熱媒体（水蒸気）
Ｒ：処理物残渣（圧搾物）

Claims (5)

1. 高含水率の水棲生物を圧搾する圧搾工程を含んで前記水棲生物を減容化する水棲生物の減容化処理方法において、
   前記圧搾工程は、加熱媒体による間接加熱下で、圧搾により生成した圧搾液を排出しつつ行われることを特徴とする水棲生物の減容化処理方法。
2. 前記減容化処理方法は、前記高含水の水棲生物を予め破砕する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の減容化処理方法。
3. 前記加熱媒体は、減容化処理の後に、前記スクリュープレス装置の加熱又はその他の装置の加熱媒体として利用することを特徴とする請求項１又は２に記載の減容化処理方法。
4. 高含水の水棲生物を受け入れて該水棲生物を圧搾して固液分離するスクリュープレス装置を含み、
   該スクリュープレス装置は、
   前記水棲生物を受け入れる受入部と、回転することにより前記水棲生成物を搬送するスクリューと、該スクリューのフィンの外周に摺接して配設され、該スクリューを回転させることにより前記水棲生物を圧搾しつつ圧搾液を排出する筒状ストレーナと、
   前記圧搾液を回収する液回収部と、前記スクリューにより搬送された圧搾物を排出する排出部とを含んで構成され、
   前記スクリュー軸は、加熱媒体による間接加熱装置を備えていることを特徴とする減容化処理装置。
5. 前記減容化処理装置は、前記高含水の水棲生物を予め破砕する粉砕装置と該粉砕物を前記受入部まで搬送する搬送装置を含むことを特徴とする請求項４記載の減容化処理装置。

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