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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024002150
(43)【公開日】2024-01-11
(54)【発明の名称】海水電解水素ガスを還元剤として用いる海苔抄き水処理
(51)【国際特許分類】
C02F 1/50 20230101AFI20231228BHJP
C02F 1/461 20230101ALI20231228BHJP
C02F 1/70 20230101ALI20231228BHJP
C02F 1/76 20230101ALI20231228BHJP
A23L 17/60 20160101ALI20231228BHJP
【ＦＩ】
C02F1/50 531P
C02F1/461 Z
C02F1/70 Z
C02F1/76 A
C02F1/76 Z
C02F1/50 510A
C02F1/50 520J
C02F1/50 540B
C02F1/50 560F
C02F1/50 550B
C02F1/50 550C
C02F1/50 550D
C02F1/50 550H
A23L17/60 103Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022101180
(22)【出願日】2022-06-23
(71)【出願人】
【識別番号】000149457
【氏名又は名称】株式会社オーツボ
(74)【代理人】
【識別番号】100177220
【弁理士】
【氏名又は名称】小木 智彦
(72)【発明者】
【氏名】大坪 誠一郎
(72)【発明者】
【氏名】上甲 勲
(72)【発明者】
【氏名】春野 卯一郎
(72)【発明者】
【氏名】松田 駿
(72)【発明者】
【氏名】米田 朋生
(72)【発明者】
【氏名】福島 夢
【テーマコード（参考）】
4B019
4D050
4D061
【Ｆターム（参考）】
4B019LT21
4D050AA13
4D050AB03
4D050AB06
4D050AB45
4D050BA14
4D050BB06
4D050BC05
4D050BC06
4D050BD02
4D050BD03
4D050BD04
4D050BD06
4D050CA10
4D050CA20
4D061DA04
4D061DB09
4D061DB10
4D061EB02
4D061EB04
4D061EB14
4D061EB19
4D061EB30
4D061EB31
4D061FA16
4D061FA17
(57)【要約】
【課題】小規模海苔生産施設にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る抄き水再生方法を提供する。
【解決手段】抄き水再生方法は、海苔製造装置２０の抄き部２１で海苔を抄いた後の排水（抄き水排水）に海水電解水を添加して、抄き水排水の殺菌と脱色を行い、更に、海水電解反応で発生する水素含有ガスを殺菌脱色反応処理水と接触させることで、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去し、その処理水を抄き水等として再利用することを特徴としている。
【選択図】図１
【解決手段】抄き水再生方法は、海苔製造装置２０の抄き部２１で海苔を抄いた後の排水（抄き水排水）に海水電解水を添加して、抄き水排水の殺菌と脱色を行い、更に、海水電解反応で発生する水素含有ガスを殺菌脱色反応処理水と接触させることで、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去し、その処理水を抄き水等として再利用することを特徴としている。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
海苔製造装置で海苔を抄いた後の排水に塩水電解水を添加して、前記排水の殺菌と脱色を行い、更に、塩水電解反応で発生する水素含有ガスを殺菌脱色反応処理水と接触させることで、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分を分解除去し、その処理水を抄き水として再利用することを特徴とする抄き水再生方法。
【請求項2】
請求項１に記載の抄き水再生方法に用いられる塩水電解反応装置であって、
塩水電解反応槽と、前記塩水電解反応槽内に配置され、電圧が印加されることで、前記塩水電解反応槽内の塩水を電気分解する陽極材及び陰極材と、を備え、
前記塩水電解反応槽内の下部に、塩水電解反応時に前記陰極材の表面に析出した金属水酸化物の結晶の剥離物が沈積できる空間部が設けられていることを特徴とする塩水電解反応装置。
塩水電解反応槽と、前記塩水電解反応槽内に配置され、電圧が印加されることで、前記塩水電解反応槽内の塩水を電気分解する陽極材及び陰極材と、を備え、
前記塩水電解反応槽内の下部に、塩水電解反応時に前記陰極材の表面に析出した金属水酸化物の結晶の剥離物が沈積できる空間部が設けられていることを特徴とする塩水電解反応装置。
【請求項3】
前記陽極材が白金系の電極材料からなり、前記陰極材がチタン又はＳＵＳからなる、請求項２に記載の塩水電解反応装置。
【請求項4】
請求項１に記載の抄き水再生方法に用いられる殺菌脱色反応装置であって、
前記塩水電解水に含まれる次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする酸化剤で前記排水の殺菌と脱色を行う殺菌脱色反応槽と、
前記殺菌脱色反応槽の後段に設けられ、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分を分解除去する気液接触反応槽と、を備え、
前記殺菌脱色反応槽と前記気液接触反応槽が、仕切り板で区切られた第１反応槽、第２反応槽、第３反応槽及び第４反応槽を順に有する、４槽構造の押し出し流れ方式の反応槽であることを特徴とする殺菌脱色反応装置。
前記塩水電解水に含まれる次亜塩素酸ナトリウムを主成分とする酸化剤で前記排水の殺菌と脱色を行う殺菌脱色反応槽と、
前記殺菌脱色反応槽の後段に設けられ、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分を分解除去する気液接触反応槽と、を備え、
前記殺菌脱色反応槽と前記気液接触反応槽が、仕切り板で区切られた第１反応槽、第２反応槽、第３反応槽及び第４反応槽を順に有する、４槽構造の押し出し流れ方式の反応槽であることを特徴とする殺菌脱色反応装置。
【請求項5】
前記第１反応槽は、殺菌反応を進行させる反応槽であり、
前記第２反応槽は、易脱色性成分の脱色反応を進行させる反応槽であり、
前記第３反応槽は、難脱色性成分の残留塩素による分解反応を促進させる粒状触媒を用いた反応槽であり、
前記第４反応槽は、塩水電解反応で発生する水素含有ガスを前記第３反応槽による処理水と接触させて、前記第３反応槽による処理水中に含まれる塩素系酸化性成分を分解除去する反応槽である、請求項４に記載の殺菌脱色反応装置。
前記第２反応槽は、易脱色性成分の脱色反応を進行させる反応槽であり、
前記第３反応槽は、難脱色性成分の残留塩素による分解反応を促進させる粒状触媒を用いた反応槽であり、
前記第４反応槽は、塩水電解反応で発生する水素含有ガスを前記第３反応槽による処理水と接触させて、前記第３反応槽による処理水中に含まれる塩素系酸化性成分を分解除去する反応槽である、請求項４に記載の殺菌脱色反応装置。
【請求項6】
前記粒状触媒が、多孔質粒子の外部表面に過酸化ニッケル又は過酸化コバルトを主成分とする触媒活性金属成分を担持させたエッグシェル型の触媒である、請求項５に記載の殺菌脱色反応装置。
【請求項7】
前記第１反応槽の容量をＶｒ１、前記第２反応槽の容量をＶｒ２、前記第３反応槽の容量をＶｒ３としたとき、
Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜Ｖｒ３
なる関係を満たす、請求項４に記載の殺菌脱色反応装置。
Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜Ｖｒ３
なる関係を満たす、請求項４に記載の殺菌脱色反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、抄き水再生方法並びにそれに用いられる塩水電解反応装置及び殺菌脱色反応装置に関する。更に詳細には、本発明は、海苔製造装置で海苔を抄いた後の排水を浄化して抄き水等として再利用する抄き水再生方法並びにそれに用いられる塩水電解反応装置及び殺菌脱色反応装置に関する。
【背景技術】
【0002】
食用に供される乾燥海苔は、海苔養殖場において摘み取った海苔原藻を、細断し、水道水を用いて海苔製造装置に供給し、抄き工程、脱水工程、乾燥工程、剥ぎ工程を経て製品化されるのが一般的である。そして、抄き工程では、シート状の海苔１枚当たり約１Ｌ（リットル）の水が用いられているが、海苔の生産コストに占める水道料金の比率が高いため、水道水に代えて地下水を用いる試みもなされている。
しかし、抄き工程で用いる用水の水質が悪いと、海苔製品の品質が低下するとともに、不衛生にもなるため、水道水が用いられている場合が多く、海苔の生産コストの低減には至っていない。
しかし、抄き工程で用いる用水の水質が悪いと、海苔製品の品質が低下するとともに、不衛生にもなるため、水道水が用いられている場合が多く、海苔の生産コストの低減には至っていない。
【0003】
そこで、最近、水道代を節減すべく、海苔を抄いた後の排水（以下、単に「抄き水排水」ともいう）をオゾンで処理して殺菌と脱色を行い、その処理後の抄き水排水を抄き水として再利用することが提案されている（例えば、非特許文献１等を参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0004】
【非特許文献1】株式会社ワイビーエム「ＧＡＳ ＳＯＬＵＴＩＯＮ ウルトラファインバブル発生装置」，ｐ３－ｐ５，［online］，［令和４年６月６日検索］，インターネット〈URL；https://www.fuki-ss.co.jp/wp-content/uploads/faby-formjet.pdf〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、非特許文献１等で提案されている、オゾン処理を行うためのオゾン処理装置は高価であるため、現時点でのオゾン処理装置の導入は大規模海苔生産施設に留まっている。また、オゾン処理による抄き水排水の浄化処理（殺菌と脱色）は、必ずしも十分とは言えない状況である。
このため、小規模海苔生産施設（小規模な一般個人事業主の海苔生産加工ライン）にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る技術の開発が望まれていた。
このため、小規模海苔生産施設（小規模な一般個人事業主の海苔生産加工ライン）にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る技術の開発が望まれていた。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、小規模海苔生産施設にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る抄き水再生方法並びにそれに用いられる塩水電解反応装置及び殺菌脱色反応装置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】
【0007】
前記目的を達成するため、本発明に係る抄き水再生方法の構成は、
（１）海苔製造装置で海苔を抄いた後の排水に塩水電解水を添加して、前記排水の殺菌と脱色を行い、更に、塩水電解反応で発生する水素含有ガスを殺菌脱色反応処理水と接触させることで、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去し、その処理水を抄き水として再利用することを特徴とする。
（１）海苔製造装置で海苔を抄いた後の排水に塩水電解水を添加して、前記排水の殺菌と脱色を行い、更に、塩水電解反応で発生する水素含有ガスを殺菌脱色反応処理水と接触させることで、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去し、その処理水を抄き水として再利用することを特徴とする。
【0008】
本発明において、塩水電解水としては、例えば、海水電解水を用いることができる。
【0009】
本発明の抄き水再生方法の上記（１）の構成は、次のような作用効果を奏する。
すなわち、塩水電解水は、安価に製造供給でき、かつ、殺菌脱色作用にも優れている。また、ここで用いられる水素含有ガスは、塩水電解反応で副次的に発生するものであり、純度も高く、殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去する能力にも優れている。
したがって、上記（１）の構成によれば、小規模海苔生産施設（小規模な一般個人事業主の海苔生産加工ライン）にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る抄き水再生方法を提供することが可能となる。
すなわち、塩水電解水は、安価に製造供給でき、かつ、殺菌脱色作用にも優れている。また、ここで用いられる水素含有ガスは、塩水電解反応で副次的に発生するものであり、純度も高く、殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去する能力にも優れている。
したがって、上記（１）の構成によれば、小規模海苔生産施設（小規模な一般個人事業主の海苔生産加工ライン）にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る抄き水再生方法を提供することが可能となる。
【0010】
また、本発明に係る塩水電解反応装置の構成は、
（２）本発明の抄き水再生方法の上記（１）の構成に用いられる塩水電解反応装置であって、
塩水電解反応槽と、前記塩水電解反応槽内に配置され、電圧が印加されることで、前記塩水電解反応槽内の塩水を電気分解する陽極材及び陰極材と、を備え、
前記塩水電解反応槽内の下部に、塩水電解反応時に前記陰極材の表面に析出した金属水酸化物の結晶の剥離物が沈積できる空間部が設けられていることを特徴とする。
（２）本発明の抄き水再生方法の上記（１）の構成に用いられる塩水電解反応装置であって、
塩水電解反応槽と、前記塩水電解反応槽内に配置され、電圧が印加されることで、前記塩水電解反応槽内の塩水を電気分解する陽極材及び陰極材と、を備え、
前記塩水電解反応槽内の下部に、塩水電解反応時に前記陰極材の表面に析出した金属水酸化物の結晶の剥離物が沈積できる空間部が設けられていることを特徴とする。
【0011】
本発明の塩水電解反応装置の上記（２）の構成は、次のような作用効果を奏する。
すなわち、塩水電解反応装置の運転作動中に塩水中のマグネシウムイオンを主成分とする水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の結晶が陰極材の表面に析出し、長時間の運転作動中に陰極材の表面から剥がれ落ちて下部に沈積する現象が起きるが、上記（２）の構成によれば、これにうまく対処することが可能となる。
すなわち、塩水電解反応装置の運転作動中に塩水中のマグネシウムイオンを主成分とする水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の結晶が陰極材の表面に析出し、長時間の運転作動中に陰極材の表面から剥がれ落ちて下部に沈積する現象が起きるが、上記（２）の構成によれば、これにうまく対処することが可能となる。
【0012】
本発明の塩水電解反応装置の上記（２）の構成においては、以下の（３）のような構成にすることが好ましい。
【0013】
（３）上記（２）の構成において、前記陽極材が白金系の電極材料からなり、前記陰極材がチタン又はＳＵＳからなる。
【0014】
また、本発明に係る殺菌脱色反応装置の構成は、
（４）本発明の抄き水再生方法の上記（１）の構成に用いられる殺菌脱色反応装置であって、
前記塩水電解水に含まれる次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を主成分とする酸化剤で前記排水の殺菌と脱色を行う殺菌脱色反応槽と、
前記殺菌脱色反応槽の後段に設けられ、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素（次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）））を分解除去する気液接触反応槽と、を備え、
前記殺菌脱色反応槽と前記気液接触反応槽が、仕切り板で区切られた第１反応槽、第２反応槽、第３反応槽及び第４反応槽を順に有する、４槽構造の押し出し流れ方式の反応槽であることを特徴とする。
（４）本発明の抄き水再生方法の上記（１）の構成に用いられる殺菌脱色反応装置であって、
前記塩水電解水に含まれる次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を主成分とする酸化剤で前記排水の殺菌と脱色を行う殺菌脱色反応槽と、
前記殺菌脱色反応槽の後段に設けられ、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素（次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）））を分解除去する気液接触反応槽と、を備え、
前記殺菌脱色反応槽と前記気液接触反応槽が、仕切り板で区切られた第１反応槽、第２反応槽、第３反応槽及び第４反応槽を順に有する、４槽構造の押し出し流れ方式の反応槽であることを特徴とする。
【0015】
本発明の殺菌脱色反応装置の上記（４）の構成においては、以下の（５）～（７）のような構成にすることが好ましい。
【0016】
（５）上記（４）の構成において、前記第１反応槽は、殺菌反応を進行させる反応槽であり、
前記第２反応槽は、易脱色性成分の脱色反応を進行させる反応槽であり、
前記第３反応槽は、難脱色性成分の残留塩素による分解反応を促進させる粒状触媒を用いた反応槽であり、
前記第４反応槽は、塩水電解反応で発生する水素含有ガスを前記第３反応槽による処理水と接触させて、前記第３反応槽による処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を還元処理して分解除去する反応槽である。
前記第２反応槽は、易脱色性成分の脱色反応を進行させる反応槽であり、
前記第３反応槽は、難脱色性成分の残留塩素による分解反応を促進させる粒状触媒を用いた反応槽であり、
前記第４反応槽は、塩水電解反応で発生する水素含有ガスを前記第３反応槽による処理水と接触させて、前記第３反応槽による処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を還元処理して分解除去する反応槽である。
【0017】
上記（５）の好ましい構成は、次のような作用効果を奏する。
すなわち、抄き水排水には雑菌が１０４～１０６個程度含まれている。本発明者らは、この抄き水排水に塩水電解水を添加した場合、有効塩素濃度 数ｐｐｍ の添加量で０．５～２ｍｉｎの反応時間とすることにより、ほぼ完全に殺菌できることを、一連の研究で明らかにした。そして、このように、処理対象水（抄き水排水）の滞留時間を２ｍｉｎ程度の短時間に抑えても当該抄き水排水中の雑菌を殺菌できるため、第１反応槽の容量を小さくすることが可能となる。
また、易脱色性成分は、１～２ｍｉｎ程度の短時間で脱色される成分であるため、第２反応槽の容量を小さくすることが可能となる。そして、第２反応槽の後段に、難脱色性成分の分解反応を促進させる粒状触媒を用いた脱色反応槽（第３反応槽）を設けることにより、反応時間の短縮を図り、第２及び第３反応槽全体の容量を小さくすることが可能となる。
したがって、上記（５）の好ましい構成によれば、小規模海苔生産施設にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る殺菌脱色反応装置を提供することが可能となる。
すなわち、抄き水排水には雑菌が１０４～１０６個程度含まれている。本発明者らは、この抄き水排水に塩水電解水を添加した場合、有効塩素濃度 数ｐｐｍ の添加量で０．５～２ｍｉｎの反応時間とすることにより、ほぼ完全に殺菌できることを、一連の研究で明らかにした。そして、このように、処理対象水（抄き水排水）の滞留時間を２ｍｉｎ程度の短時間に抑えても当該抄き水排水中の雑菌を殺菌できるため、第１反応槽の容量を小さくすることが可能となる。
また、易脱色性成分は、１～２ｍｉｎ程度の短時間で脱色される成分であるため、第２反応槽の容量を小さくすることが可能となる。そして、第２反応槽の後段に、難脱色性成分の分解反応を促進させる粒状触媒を用いた脱色反応槽（第３反応槽）を設けることにより、反応時間の短縮を図り、第２及び第３反応槽全体の容量を小さくすることが可能となる。
したがって、上記（５）の好ましい構成によれば、小規模海苔生産施設にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る殺菌脱色反応装置を提供することが可能となる。
【0018】
（６）上記（５）の構成において、前記粒状触媒が、多孔質粒子の外部表面に過酸化ニッケル又は過酸化コバルトを主成分とする触媒活性金属成分を担持させたエッグシェル型の触媒である。
上記（６）の好ましい構成によれば、難脱色性成分の分解反応（脱色反応）を促進させるために有効な粒状触媒を実現することができる。
上記（６）の好ましい構成によれば、難脱色性成分の分解反応（脱色反応）を促進させるために有効な粒状触媒を実現することができる。
【0019】
（７）上記（４）の構成において、前記第１反応槽の容量をＶｒ１、前記第２反応槽の容量をＶｒ２、前記第３反応槽の容量をＶｒ３としたとき、
Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜Ｖｒ３
なる関係を満たす。
Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜Ｖｒ３
なる関係を満たす。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、小規模海苔生産施設（小規模な一般個人事業主の海苔生産加工ライン）にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る抄き水再生方法並びにそれに用いられる塩水電解反応装置及び殺菌脱色反応装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
以下、好適な実施形態を用いて本発明を更に具体的に説明する。但し、下記の実施形態は本発明を具現化した例に過ぎず、本発明はこれに限定されるものではない。
【0023】
（抄き水再生方法の構成）
まず、本発明の一実施形態における抄き水再生方法の構成について、図１を参照しながら説明する。
まず、本発明の一実施形態における抄き水再生方法の構成について、図１を参照しながら説明する。
【0024】
図１は、本発明の一実施形態における抄き水再生方法を実現するための抄き水再生システムの構成を示すブロック図である。
【0025】
本実施形態の抄き水再生方法は、海苔製造装置で海苔を抄いた後の排水（抄き水排水）に海水電解水を添加して、前記抄き水排水の殺菌と脱色を行い、更に、海水電解反応で発生する水素含有ガスを殺菌脱色反応処理水と接触させることで、前記殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去し、その処理水を抄き水等として再利用することを特徴としている。このように、本実施形態の抄き水再生方法においては、前記抄き水排水の殺菌と脱色を行うための酸化剤として、次亜塩素酸ナトリウムを含む海水電解水が用いられる。また、殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去するために、海水電解反応で発生する水素含有ガスが用いられる。
【0026】
本実施形態の抄き水再生方法のかかる構成は、次のような作用効果を奏する。
すなわち、海水電解水は、安価に製造供給でき、かつ、殺菌脱色作用にも優れている。また、ここで用いられる水素含有ガスは、海水電解反応で副次的に発生するものであり、純度も高く、殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去する能力にも優れている。
したがって、かかる構成によれば、小規模海苔生産施設（小規模な一般個人事業主の海苔生産加工ライン）にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る抄き水再生方法を提供することが可能となる。
すなわち、海水電解水は、安価に製造供給でき、かつ、殺菌脱色作用にも優れている。また、ここで用いられる水素含有ガスは、海水電解反応で副次的に発生するものであり、純度も高く、殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去する能力にも優れている。
したがって、かかる構成によれば、小規模海苔生産施設（小規模な一般個人事業主の海苔生産加工ライン）にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る抄き水再生方法を提供することが可能となる。
【0027】
以下、更に詳細に説明する。
本実施形態の抄き水再生方法は、例えば、図１に示す抄き水再生システムによって実現することができる。
図１に示す抄き水再生システムは、抄き部２１を有する海苔製造装置２０と、抄き部２１で海苔を抄いた後の排水（抄き水排水）の殺菌と脱色を行う海水電解水を生成するための海水電解反応装置２２と、前記抄き水排水に前記海水電解水を添加して、前記抄き水排水の殺菌と脱色を行う殺菌脱色反応装置１と、を備える。殺菌脱色反応装置１で殺菌と脱色が行われた前記抄き水排水は、更に、海水電解反応で発生する水素含有ガスを接触させることで、残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）が分解除去され、再生水となる。そして、当該再生水は、水道水などと同じ貯水槽（貯水タンク）２３に一旦貯留され、水道水の代用として各種の用途に再利用される。例えば、再生水は、貯水槽２３から海苔製造装置２０の抄き部２１に送水され、抄き水として再利用される。また、貯水槽２３内の再生水は、例えば、洗浄用途、その他の用途として再利用することもできる。
海水電解反応装置２２と殺菌脱色反応装置１の詳細については、後述する。
本実施形態の抄き水再生方法は、例えば、図１に示す抄き水再生システムによって実現することができる。
図１に示す抄き水再生システムは、抄き部２１を有する海苔製造装置２０と、抄き部２１で海苔を抄いた後の排水（抄き水排水）の殺菌と脱色を行う海水電解水を生成するための海水電解反応装置２２と、前記抄き水排水に前記海水電解水を添加して、前記抄き水排水の殺菌と脱色を行う殺菌脱色反応装置１と、を備える。殺菌脱色反応装置１で殺菌と脱色が行われた前記抄き水排水は、更に、海水電解反応で発生する水素含有ガスを接触させることで、残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）が分解除去され、再生水となる。そして、当該再生水は、水道水などと同じ貯水槽（貯水タンク）２３に一旦貯留され、水道水の代用として各種の用途に再利用される。例えば、再生水は、貯水槽２３から海苔製造装置２０の抄き部２１に送水され、抄き水として再利用される。また、貯水槽２３内の再生水は、例えば、洗浄用途、その他の用途として再利用することもできる。
海水電解反応装置２２と殺菌脱色反応装置１の詳細については、後述する。
【0028】
（海水電解反応装置の構成）
次に、本発明の一実施形態における海水電解反応装置の構成について説明する。
次に、本発明の一実施形態における海水電解反応装置の構成について説明する。
【0029】
図１に示す海水電解反応装置２２は、上記した本実施形態の抄き水再生方法に用いられるものである。より具体的には、当該海水電解反応装置は、前記抄き水排水の殺菌と脱色を行う酸化剤としての海水電解水を生成するために用いられる。また、海水電解反応で副次的に発生する水素含有ガスは、殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を分解除去するために使用される。
【0030】
本実施形態の海水電解反応装置は、海水電解反応槽と、前記海水電解反応槽内に配置され、電圧が印加されることで、前記海水電解反応槽内の海水を電気分解する陽極材及び陰極材と、を備え、
前記海水電解反応槽内の下部に、海水電解反応時に前記陰極材の表面に析出したマグネシウムイオンを主成分とする水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の結晶の剥離物が沈積できる空間部が設けられていることを特徴としている。
前記海水電解反応槽内の下部に、海水電解反応時に前記陰極材の表面に析出したマグネシウムイオンを主成分とする水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の結晶の剥離物が沈積できる空間部が設けられていることを特徴としている。
【0031】
＜海水について＞
海水としては、海苔養殖海域の海水を用いることができる。海水中の塩類濃度は通常約３ｗｔ．％であるが、そのまま用いてもよいし、水道水で希釈して用いてもよい。但し、塩類濃度が低下すると電解反応における電流効率が低くなるため、実用上、塩類濃度は約１～３ｗｔ．％の範囲にあることが望ましく、更には約２～３ｗｔ．％の範囲にあることが望ましい。
海水としては、海苔養殖海域の海水を用いることができる。海水中の塩類濃度は通常約３ｗｔ．％であるが、そのまま用いてもよいし、水道水で希釈して用いてもよい。但し、塩類濃度が低下すると電解反応における電流効率が低くなるため、実用上、塩類濃度は約１～３ｗｔ．％の範囲にあることが望ましく、更には約２～３ｗｔ．％の範囲にあることが望ましい。
【0032】
＜海水電解反応装置の構造について＞
海水電解反応装置は、モノポーラ式（単極式）とバイポーラ式（双極式、複極式）のいずれの方式でも対応できる。また、海水電解反応槽への海水の通液は、上向流式でも横流式でもよく、海水電解反応が行われる適用現場の設置スペースやメンテナンスのし易さ等を考慮して選定することができる。但し、いずれの方式を採用した場合でも、運転作動中に海水中のマグネシウムイオンを主成分とする水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の結晶が陰極材の表面に析出し、長時間の運転作動中に陰極材の表面から剥がれ落ちて下部に沈積する現象が起きるため、海水電解反応槽内の下部に一定容量のスペース（空間部）をとった電解槽構造とすることが重要である。
海水電解反応装置は、モノポーラ式（単極式）とバイポーラ式（双極式、複極式）のいずれの方式でも対応できる。また、海水電解反応槽への海水の通液は、上向流式でも横流式でもよく、海水電解反応が行われる適用現場の設置スペースやメンテナンスのし易さ等を考慮して選定することができる。但し、いずれの方式を採用した場合でも、運転作動中に海水中のマグネシウムイオンを主成分とする水酸化マグネシウム等の金属水酸化物の結晶が陰極材の表面に析出し、長時間の運転作動中に陰極材の表面から剥がれ落ちて下部に沈積する現象が起きるため、海水電解反応槽内の下部に一定容量のスペース（空間部）をとった電解槽構造とすることが重要である。
【0033】
＜電極材料について＞
海水電解反応に用いる電極の陽極材としては、チタン基盤に白金メッキしたものや白金を焼付けしたＤＳＥ電極などの白金系の電極材料を用いることができる。また、電極の陰極材としては、チタン又はＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いることができる。
海水電解反応に用いる電極の陽極材としては、チタン基盤に白金メッキしたものや白金を焼付けしたＤＳＥ電極などの白金系の電極材料を用いることができる。また、電極の陰極材としては、チタン又はＳＵＳ（ステンレス鋼）を用いることができる。
【0034】
（殺菌脱色反応装置の構成）
次に、本発明の一実施形態における殺菌脱色反応装置の構成について、図２を参照しながら説明する。
次に、本発明の一実施形態における殺菌脱色反応装置の構成について、図２を参照しながら説明する。
【0035】
図２は、本発明の一実施形態における殺菌脱色反応装置の概略構成を示す縦断面図である。
【0036】
図２に示す殺菌脱色反応装置１は、上記した本実施形態の抄き水再生方法に用いられるものである。より具体的には、当該殺菌脱色反応装置１は、前記抄き水排水に海水電解水を添加して、前記抄き水排水の殺菌と脱色を行うために用いられる。また、当該菌脱色反応装置１においては、海水電解反応装置２２での海水電解反応で発生する水素含有ガスを殺菌脱色反応処理水と接触させて、当該殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を還元処理して分解除去することも行われる。
【0037】
図２に示すように、殺菌脱色反応装置１は、海水電解水に含まれる次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）を主成分とする酸化剤で前記抄き水排水の殺菌と脱色を行う、上端の一部が開口した直方体状の殺菌脱色反応槽２を備えている。殺菌脱色反応槽２は、仕切り板３，４，５で区切られた第１反応槽７、第２反応槽８、第３反応槽９及び第４反応槽１０を順に有する、４槽構造の押し出し流れ方式の反応槽である。なお、第４反応槽１０は、更に、仕切り板６で２槽に区切られている。また、殺菌脱色反応槽２には、下流側端の壁板１３に隣接して一体に処理水貯槽１２が設けられている。
【0038】
仕切り板３，５は、その下端部が開口しており、仕切り板４は、その上端部が開口している。また、仕切り板６は、その上端部が開口しており、当該仕切り板６の開口下縁は仕切り板４の開口下縁よりも低くなっている。また、殺菌脱色反応槽２の下流側端の壁板１３は、その下端部が開口している。これにより、前記抄き水排水が、第１反応槽７から第４反応槽１０まで、上下方向にジグザグ状に流れるようにされている（図２の矢印Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを参照）。そして、第１反応槽７から第３反応槽９まで通水して、殺菌と脱色が行われた前記抄き水排水（殺菌脱色反応処理水）は、第４反応槽１０で当該殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）が分解除去された後、殺菌脱色反応槽２の下流側端の壁板１３の下端部開口を潜って（図２の矢印Ｅを参照）処理水貯槽１２に一旦溜められ、抄き水等として再利用される。
なお、本発明において、処理水貯槽は、殺菌脱色反応槽には含まれない。したがって、本実施形態においても、処理水貯槽１２は、殺菌脱色反応槽２と別個に設けてもよい。
なお、本発明において、処理水貯槽は、殺菌脱色反応槽には含まれない。したがって、本実施形態においても、処理水貯槽１２は、殺菌脱色反応槽２と別個に設けてもよい。
【0039】
このように、本実施形態においては、殺菌、脱色、残留塩素の分解除去を行う殺菌脱色反応槽２を、仕切り板３，４，５，６で分割して多槽構造とした、押し出し流れ方式の殺菌脱色反応装置１が用いられる。
【0040】
以下、更に詳細に説明する。
第１反応槽７は、殺菌反応を進行させる反応槽（殺菌反応槽）である。
より具体的には、第１反応槽７は、前記抄き水排水に海水電解水を添加・混合して殺菌処理を行う反応槽である。
前記抄き水排水には雑菌が１０４～１０６個程度含まれている。本発明者らは、この抄き水排水に海水電解水を添加した場合、有効塩素濃度 数ｐｐｍ の添加量で０．５～２ｍｉｎの反応時間とすることにより、ほぼ完全に殺菌できることを、一連の研究で明らかにした。そして、このように、処理対象水（抄き水排水）の滞留時間を２ｍｉｎ程度の短時間に抑えても当該抄き水排水中の雑菌を殺菌できるため、第１反応槽７の容量を小さくすることが可能となる。
第１反応槽７は、殺菌反応を進行させる反応槽（殺菌反応槽）である。
より具体的には、第１反応槽７は、前記抄き水排水に海水電解水を添加・混合して殺菌処理を行う反応槽である。
前記抄き水排水には雑菌が１０４～１０６個程度含まれている。本発明者らは、この抄き水排水に海水電解水を添加した場合、有効塩素濃度 数ｐｐｍ の添加量で０．５～２ｍｉｎの反応時間とすることにより、ほぼ完全に殺菌できることを、一連の研究で明らかにした。そして、このように、処理対象水（抄き水排水）の滞留時間を２ｍｉｎ程度の短時間に抑えても当該抄き水排水中の雑菌を殺菌できるため、第１反応槽７の容量を小さくすることが可能となる。
【0041】
第２反応槽８は、易脱色性成分の脱色反応を進行させる反応槽（脱色反応槽）である。
より具体的には、第２反応槽８は、塩素系酸化剤の酸化脱色反応を進行させるための反応槽である。このように、第２反応槽８での目的は、有効塩素の酸化反応による脱色反応を促進させることである。
より具体的には、第２反応槽８は、塩素系酸化剤の酸化脱色反応を進行させるための反応槽である。このように、第２反応槽８での目的は、有効塩素の酸化反応による脱色反応を促進させることである。
【0042】
抄き水排水中の赤色着色物質の脱色反応には、殺菌反応と同程度の反応時間で進む脱色反応と、長時間を要する脱色反応と、の２種類の脱色反応があることも今回の研究で明らかとなった。そして、このことから、本発明者らは、抄き水排水中には、１～２ｍｉｎ程度の短時間で脱色される成分（易脱色性成分）と２ｍｉｎ程度の短時間の反応時間では脱色が困難な成分（難脱色性成分）が含まれると判断した。したがって、第２反応槽８では、易脱色性成分の脱色を行うことを主目的とした。
【0043】
難脱色性成分を目的水質まで脱色するためには、反応時間を長くするために大容量の反応槽構造とする必要があり、そうすると、装置全体が大型化して小規模海苔生産施設への導入が困難になる（実用性が低い）と、本発明者らは判断した。
そこで、本発明者らは、装置全体の容量を小さくする（コンパクトにする）目的から、難脱色性成分の脱色反応の促進に有効な触媒を探索する実験を行い、有効な触媒を見出した。そして、その結果を踏まえて、第２反応槽８の後段に、触媒を用いた脱色反応槽を設けることにより、反応時間の短縮を図ることとした。
その結果、第２及び第３反応槽８，９全体の容量を小さくすることが可能となった。
そこで、本発明者らは、装置全体の容量を小さくする（コンパクトにする）目的から、難脱色性成分の脱色反応の促進に有効な触媒を探索する実験を行い、有効な触媒を見出した。そして、その結果を踏まえて、第２反応槽８の後段に、触媒を用いた脱色反応槽を設けることにより、反応時間の短縮を図ることとした。
その結果、第２及び第３反応槽８，９全体の容量を小さくすることが可能となった。
【0044】
したがって、本実施形態の殺菌脱色反応装置１の構成によれば、小規模海苔生産施設にも導入可能な程度に安価で、かつ、抄き水排水を十分に浄化処理することができ、水道代の節減ひいては海苔の生産コストの低減に貢献し得る殺菌脱色反応装置を提供することが可能となる。
【0045】
第３反応槽９は、難脱色性成分の残留塩素による分解反応を促進させる粒状触媒１１を用いた反応槽である。
より具体的には、第３反応槽９は、塩素系酸化剤の酸化脱色反応を促進させるための反応槽（触媒を用いた脱色反応槽、触媒反応槽）である。
なお、第３反応槽９に粒状触媒１１を充填する方式とすれば、第３反応槽９の容量をかなり小さくできるが、触媒充填方式とした場合にはその維持管理が必要となるため、適用するにあたっては適用先の状況に応じて判断することが好ましい。
より具体的には、第３反応槽９は、塩素系酸化剤の酸化脱色反応を促進させるための反応槽（触媒を用いた脱色反応槽、触媒反応槽）である。
なお、第３反応槽９に粒状触媒１１を充填する方式とすれば、第３反応槽９の容量をかなり小さくできるが、触媒充填方式とした場合にはその維持管理が必要となるため、適用するにあたっては適用先の状況に応じて判断することが好ましい。
【0046】
＜触媒を用いた脱色反応槽について＞
粒状触媒１１としては、過酸化ニッケルや過酸化コバルト系の触媒が有効であることも今回の研究で確認できた。この系統の触媒は、水中に含まれるメタノールやエタノール、あるいはフェノール等の有機物の分解触媒として有効であることが確認され、実用化されている。今回、前記抄き水排水中の難脱色性成分の脱色反応を促進させるための粒状触媒を試作し、試作触媒を用いた脱色効果の確認実験を繰り返し行うことで、有効触媒の探索研究を行った。その結果、本目的に適用可能な触媒調製条件が確認できた。
粒状触媒１１としては、過酸化ニッケルや過酸化コバルト系の触媒が有効であることも今回の研究で確認できた。この系統の触媒は、水中に含まれるメタノールやエタノール、あるいはフェノール等の有機物の分解触媒として有効であることが確認され、実用化されている。今回、前記抄き水排水中の難脱色性成分の脱色反応を促進させるための粒状触媒を試作し、試作触媒を用いた脱色効果の確認実験を繰り返し行うことで、有効触媒の探索研究を行った。その結果、本目的に適用可能な触媒調製条件が確認できた。
【0047】
＜触媒について＞
前記抄き水排水の浄化装置としての実用化を図るためには、短時間の接触で効果を出す必要がある。そこで、本発明者らは、触媒反応槽（第３反応槽９）での滞留時間は１～５ｍｉｎ程度にする必要があると判断した。そして、粒状触媒の細孔内部への反応物質の拡散には長時間を要することから、多孔質粒子の外部表面に触媒活性成分を担持させた触媒が望ましいと判断し、有効触媒の調製に取り組んだ。その結果、多孔質粒子である粒径２～５ｍｍの合成ゼオライトの外部表面に過酸化ニッケル又は過酸化コバルトを主成分とする触媒活性金属成分を担持させたエッグシェル型の触媒が有効であることが確認できた。
前記抄き水排水の浄化装置としての実用化を図るためには、短時間の接触で効果を出す必要がある。そこで、本発明者らは、触媒反応槽（第３反応槽９）での滞留時間は１～５ｍｉｎ程度にする必要があると判断した。そして、粒状触媒の細孔内部への反応物質の拡散には長時間を要することから、多孔質粒子の外部表面に触媒活性成分を担持させた触媒が望ましいと判断し、有効触媒の調製に取り組んだ。その結果、多孔質粒子である粒径２～５ｍｍの合成ゼオライトの外部表面に過酸化ニッケル又は過酸化コバルトを主成分とする触媒活性金属成分を担持させたエッグシェル型の触媒が有効であることが確認できた。
【0048】
第４反応槽１０は、海水電解反応で発生する水素含有ガスを第３反応槽９による処理水（殺菌脱色反応処理水）と接触させて、当該殺菌脱色反応処理水中に残留する塩素系酸化性成分（残留塩素）を還元処理して分解除去する反応槽（気液接触反応槽）である。
この気液接触反応槽を設けた点が、本発明における最大の特徴である。
この気液接触反応槽を設けた点が、本発明における最大の特徴である。
【0049】
＜気液接触反応槽について＞
第３反応槽９による処理水（殺菌脱色反応処理水）と海水電解反応で発生する水素含有ガスの気液接触反応槽（第４反応槽１０）は、密閉型となっており、前記殺菌脱色反応処理水が越流する仕切り板６の高さの約１／２程度の高さが越流水貯槽の水位となるような構造となっている。水素含有ガスは、越流水貯槽の水位よりも高い部位から気液接触反応槽（第４反応槽１０）内の気相部に流入して、上部から越流する殺菌脱色反応処理水（残留塩素含有水）と対向流で接触するようにされている。気液接触処理後のガスは、反応槽天井部１４に設けた排気口１５から排出させる構造となっている。
以上のような構成とすれば、気液接触操作で水素ガスを残留塩素含有水中に溶解させることにより、水素の還元作用によって残留塩素を分解することができる。この反応は極めて短時間で進むため、越流水貯槽内の処理水中の残留塩素濃度は元の水道水レベルの残留塩素濃度となる。
この処理水は、無菌で無色透明な水質となり、海苔抄き水用水等として再利用することができる。
第３反応槽９による処理水（殺菌脱色反応処理水）と海水電解反応で発生する水素含有ガスの気液接触反応槽（第４反応槽１０）は、密閉型となっており、前記殺菌脱色反応処理水が越流する仕切り板６の高さの約１／２程度の高さが越流水貯槽の水位となるような構造となっている。水素含有ガスは、越流水貯槽の水位よりも高い部位から気液接触反応槽（第４反応槽１０）内の気相部に流入して、上部から越流する殺菌脱色反応処理水（残留塩素含有水）と対向流で接触するようにされている。気液接触処理後のガスは、反応槽天井部１４に設けた排気口１５から排出させる構造となっている。
以上のような構成とすれば、気液接触操作で水素ガスを残留塩素含有水中に溶解させることにより、水素の還元作用によって残留塩素を分解することができる。この反応は極めて短時間で進むため、越流水貯槽内の処理水中の残留塩素濃度は元の水道水レベルの残留塩素濃度となる。
この処理水は、無菌で無色透明な水質となり、海苔抄き水用水等として再利用することができる。
【0050】
本実施形態の殺菌脱色反応装置１は、第１反応槽７の容量をＶｒ１、第２反応槽８の容量をＶｒ２、第３反応槽９の容量をＶｒ３としたとき、
Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜Ｖｒ３
なる関係を満たしている。
これらの関係は、海水電解水を用いた抄き水排水の浄化実験を繰り返し行うことで知り得た上記のような技術的知見に基づいて求めたものである。
Ｖｒ１＜Ｖｒ２＜Ｖｒ３
なる関係を満たしている。
これらの関係は、海水電解水を用いた抄き水排水の浄化実験を繰り返し行うことで知り得た上記のような技術的知見に基づいて求めたものである。
【0051】
実施例及び比較例の結果から、気液接触反応槽を設けることにより、抄き水排水を十分に浄化処理できることが分かる。
【0052】
なお、上記実施形態においては、塩水電解水が海水電解水である場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明は必ずしもこのような構成に限定されるものではない。塩水を電気分解したものであれば、例えば、人工海水電解水や食塩水電解水等であってもよい。
塩水電解水は、上記実施形態の海水電解反応装置と同じ構造の電解反応装置を用いて生成することができる。
塩水電解水は、上記実施形態の海水電解反応装置と同じ構造の電解反応装置を用いて生成することができる。
【符号の説明】
【0053】
１ 殺菌脱色反応装置
２ 殺菌脱色反応槽
３，４，５，６ 仕切り板
７ 第１反応槽
８ 第２反応槽
９ 第３反応槽
１０ 第４反応槽
１１ 粒状触媒
１２ 処理水貯槽
１３ 壁板
１４ 反応槽天井部
１５ 排気口
２０ 海苔製造装置
２１ 抄き部
２２ 海水電解反応装置
２３ 貯水槽
２ 殺菌脱色反応槽
３，４，５，６ 仕切り板
７ 第１反応槽
８ 第２反応槽
９ 第３反応槽
１０ 第４反応槽
１１ 粒状触媒
１２ 処理水貯槽
１３ 壁板
１４ 反応槽天井部
１５ 排気口
２０ 海苔製造装置
２１ 抄き部
２２ 海水電解反応装置
２３ 貯水槽
【図1】
【図2】
