| 【発明の名称】 |
生物体に含まれる重金属の除去装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】宮森 護
【氏名】丸山 敏彦
【氏名】樋口 雅夫
【氏名】斎藤 弘
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| 【要約】 |
【課題】電解液に分散した油脂を電解槽に送出する前に予め除去することにより、電解槽にて重金属の陽イオンを効率良く陰極に析出できる。
【解決手段】生体１１ｆ内に重金属及び油脂が含まれる生物体又はこの生体と重金属を溶解してイオン化する電解液１３とが浸漬槽１４に貯留される。浸漬槽から送出された電解液が油脂分離槽１６に貯留され、この油脂分離槽の下部に電解液に超音波振動を与える油脂凝集用振動子４２が設けられる。電解液面に浮上した油脂１２が油脂排出手段１７により油脂分離槽から排出される。油脂分離槽から送出された電解液が電解槽１８に貯留され、この電解槽に陽極５１及び陰極５２が配設される。陽極及び陰極に接続された直流電源５３が陽極及び陰極間に所定の電圧を印加して電解液中に溶出した重金属の陽イオンを陰極に析出させ、電解槽の電解液は循環手段５６により浸漬槽に戻される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 生体(11f)内に重金属及び油脂(12)が含まれる生物体(11)又は前記生体(11f)と前記重金属を溶解してイオン化する硫酸溶液、塩酸溶液、水酸化ナトリウム溶液又は塩化ナトリウム溶液からなる電解液(13)とが貯留された浸漬槽(14,74)と、前記浸漬槽(14,74)から送出された電解液(13)が貯留されかつ前記生物体(11)又は前記生体(11f)から離脱して分散する油脂(12)を含む前記電解液(13)に超音波振動を与える油脂凝集用振動子(42)が底部に設けられた油脂分離槽(16)と、前記油脂分離槽(16)の上部に設けられ前記油脂凝集用振動子(42)により前記電解液(13)面に浮上した油脂(12)を前記油脂分離槽(16)から排出する油脂排出手段(17)と、前記油脂分離槽(16)から送出された電解液(13)が貯留されかつ陽極(51,81)及び陰極(52,82)が所定の間隔をあけて配設された電解槽(14,74)と、前記陽極(51,81)及び前記陰極(52,82)に電気的に接続され前記陽極(51,81)及び陰極(52,82)間に所定の電圧を印加して前記電解液(13)中に溶出した重金属の陽イオンを前記陰極(52,82)に析出させる直流電源(53)と、前記浸漬槽(14,74)の電解液(13)を前記油脂分離槽(16)を介して前記電解槽(18)に送出し前記電解槽(18)の電解液(13)を前記浸漬槽(14,74)に戻す循環手段(56)とを備えた生物体に含まれる重金属の除去装置。
【請求項２】 浸漬槽(14,74)の底部に生物体(11)又は生体(11f)に超音波振動を与える浸透用振動子(32)が設けられた請求項１記載の生物体に含まれる重金属の除去装置。
【請求項３】 電解槽(18)の底部又は陰極(82)の下面に前記陰極(52,82)に超音波振動を与える電極洗浄用振動子(54,94)が設けられた請求項１又は２記載の生物体に含まれる重金属の除去装置。
【請求項４】 浸漬槽(14)が生物体(11)又は生体(11f)の搬送方向に沿って延びて形成され、前記生物体(11)又は前記生体(11f)が複数のバケット(25)に収容され、前記複数のバケット(25)が搬送手段(26)により所定の間隔をあけて前記生物体(11)又は前記生体(11f)の搬送方向に沿って搬送され、前記複数のバケット(25)の搬送時に前記複数のバケット(25)内の生物体(11)又は生体(11f)が前記浸漬槽(14)の電解液(13)に浸漬されるように構成された請求項１ないし３いずれか記載の生物体に含まれる重金属の除去装置。
【請求項５】 生物体又は生体(11f)がバケット(75)に収容され、前記バケット(75)がバケット昇降手段(71)により浸漬槽(74)に挿入されかつ引上げられ、前記バケット(75)の前記浸漬槽(74)への挿入時に前記バケット(75)内の生物体又は生体(11f)が前記浸漬槽(74)の電解液(13)に浸漬されるように構成された請求項１ないし３いずれか記載の生物体に含まれる重金属の除去装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水産物、農産物等の生物体の生体内に含まれる重金属を生物体から除去する装置に関する。更に詳しくは産業廃棄物として埋立て処分されているホタテガイの生体に含まれるカドミウムや鉛等の重金属を除去するのに適する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の装置として、生体内に重金属が含まれる生物体と電解液とが浸漬槽に貯留され、陽極と陰極とが電解槽に所定の間隔をあけて配設され、循環手段が浸漬槽の電解液を電解槽に送出しかつ電解槽の電解液を浸漬槽に戻し、更に陽極と陰極とに電気的に接続された直流電源が陽極及び陰極間に電圧を印加するように構成された、生物体に含まれる重金属を除去する装置が開示されている（特開平９−４７２５７号）。
【０００３】このように構成された重金属を除去する装置では、生物体の生体内に含まれる重金属は浸漬槽の電解液に浸漬することにより徐々に電解液中に溶出して陽イオンとなり、この陽イオンが溶出した電解液は循環手段を介して電解槽に送出される。電解槽の陽極と陰極に直流電圧を印加すると、陽イオンとなった重金属が陰極に析出し、電解槽中の電解液から陽イオンとなった重金属が除去されて循環手段を介して浸漬槽に戻される。この結果、生物体からの重金属の除去率が極めて高くなり、処理後の生物体の水洗は短時間で済み、また生物体の処理量の増大に伴う操作を簡単に行うことができるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の特開平９−４７２５７号公報に示された生物体に含まれる重金属を除去する装置では、浸漬槽において電解液に重金属の陽イオンが溶出するとともに、生物体の生体内に含まれる油脂が生物体から離脱して電解液に分散し、この油脂が電解槽の陽極及び陰極表面に付着する場合があった。この結果、電解に寄与する陽極及び陰極の表面積が減少し、電解液中の電流密度が低下するため、重金属の陽イオンの陰極への析出量が低下する問題点があった。本発明の目的は、電解液に分散した油脂を電解槽に送出する前に予め除去することにより、電解槽にて重金属の陽イオンを効率良く陰極に析出できる、生物体に含まれる重金属の除去装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、図１及び図３に示すように、生体１１ｆ内に重金属及び油脂１２が含まれる生物体１１又は上記生体１１ｆと重金属を溶解してイオン化する硫酸溶液、塩酸溶液、水酸化ナトリウム溶液又は塩化ナトリウム溶液からなる電解液１３とが貯留された浸漬槽１４と、浸漬槽１４から送出された電解液１３が貯留されかつ生物体１１又は生体１１ｆから離脱して分散する油脂１２を含む電解液１３に超音波振動を与える油脂凝集用振動子４２が底部に設けられた油脂分離槽１６と、油脂分離槽１６の上部に設けられ油脂凝集用振動子４２により電解液１３面に浮上した油脂１２を油脂分離槽１６から排出する油脂排出手段１７と、油脂分離槽１６から送出された電解液１３が貯留されかつ陽極５１及び陰極５２が所定の間隔をあけて配設された電解槽１８と、陽極５１及び陰極５２に電気的に接続され陽極５１及び陰極５２間に所定の電圧を印加して電解液１３中に溶出した重金属の陽イオンを陰極５２に析出させる直流電源５３と、浸漬槽１４の電解液１３を油脂分離槽１６を介して電解槽１８に送出し電解槽１８の電解液１３を浸漬槽１４に戻す循環手段５６とを備えた生物体に含まれる重金属の除去装置である。
【０００６】この請求項１に記載された重金属の除去装置では、生体１１ｆ内に含まれる重金属は浸漬槽１４の電解液１３に浸漬することにより徐々に電解液１３中に溶出して陽イオンとなり、また生体１１ｆ内に含まれる油脂１２は電解液１３に分散し、この陽イオンが溶出しかつ油脂が分散した電解液１３は循環手段５６により油脂分離槽１６に送出される。この電解液１３には油脂凝集用振動子４２により超音波振動が与えられ、電解液１３中の油脂１２が凝集して電解液１３表面に浮上する。電解液１３表面に浮上した油脂１２は油脂排出手段１７により油脂分離槽１６から排出され、油脂１２が除去された電解液１３は電解槽１８に送出される。電解槽１８では直流電源５３により陽極５１及び陰極５２間に所定の電圧が印加され、電解液１３中の重金属の陽イオンが陰極５２に析出して除去される。この電解液１３は循環手段５６により浸漬槽１４に戻される。
【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、更に図１及び図３に示すように、浸漬槽１４の底部に生物体１１又は生体１１ｆに超音波振動を与える浸透用振動子３２が設けられたことを特徴とする。この請求項２に記載された重金属の除去装置では、浸透用振動子３２により浸漬槽１４内の生物体１１又は生体１１ｆに超音波振動が与えられるので、電解液１３が生物体１１又は生体１１ｆに速やかに浸透し、生物体１１又は生体１１ｆ内に含まれる重金属が陽イオンとなって速やかに電解液１３に溶出し、更に生物体１１又は生体１１ｆ内の油脂１２が生体１１ｆから離脱して電解液１３に分散する。
【０００８】請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明であって、更に図１又は図９に示すように、電解槽１８の底部又は陰極８２の下面に陰極５２又は８２に超音波振動を与える電極洗浄用振動子５４又は９４が設けられたことを特徴とする。この請求項３に記載された重金属の除去装置では、電極洗浄用振動子５４又は９４により陽極５１及び陰極５２又は陰極８２に超音波振動が与えられるので、陽極５１及び陰極５２表面又は陰極８２表面に付着した油脂１２や水素の気泡が速やかに陽極５１及び陰極５２又は陰極８２から離脱し、陽極５１及び陰極５２又は陰極８２の表面は常に清浄な状態に保たれる。
【０００９】請求項４に係る発明は、請求項１ないし３いずれか記載の発明であって、更に図１〜図３に示すように、浸漬槽１４が生物体１１又は生体１１ｆの搬送方向に沿って延びて形成され、生物体１１又は生体１１ｆが複数のバケット２５に収容され、複数のバケット２５が搬送手段２６により所定の間隔をあけて生物体１１又は生体１１ｆの搬送方向に沿って搬送され、複数のバケット２５の搬送時に複数のバケット２５内の生物体１１又は生体１１ｆが浸漬槽１４の電解液１３に浸漬されるように構成されたことを特徴とする。この請求項４に記載された重金属の除去装置では、生物体１１又は生体１１ｆからの重金属除去処理や、生物体１１又は生体１１ｆの脱脂処理を連続的にかつ自動的に行うことができ、大量の生物体１１又は生体１１ｆを処理するのに適する。
【００１０】請求項５に係る発明は、請求項１ないし３いずれかに係る発明であって、更に図７に示すように、生物体又は生体１１ｆがバケット７５に収容され、バケット７５がバケット昇降手段７１により浸漬槽７４に挿入されかつ引上げられ、バケット７５の浸漬槽７４への挿入時にバケット７５内の生物体又は生体１１ｆが浸漬槽７４の電解液１３に浸漬されるように構成されたことを特徴とする。この請求項５に記載された重金属の除去装置では、生物体又は生体１１ｆからの重金属除去処理や、生物体又は生体１１ｆの脱脂処理を少ない量の電解液１３で行うことができ、少量の生物体又は生体１１ｆを処理するのに適する。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。生体内に重金属を含む生物体としてはホタテガイ、イカ等の魚貝類（水産物）や、動物、農産物又は植物等の生物体を挙げることができ、重金属としてはカドミウム、鉛、ヒ素、水銀、銅、亜鉛、ニッケル、クロム、マンガン、コバルト等の重金属を挙げることができる。また重金属を含む生体としては、ホタテガイやイカの魚貝類等の臓物、例えば図３に示すホタテガイ１１の生体１１ｆとしては、ウロと呼ばれる中腸腺１１ｃや貝柱１１ａ側面に付着する腎臓１１ｅ等を挙げることができる。なお、図３の符号１１ｂは靱帯であり、符号１１ｄはヒモと呼ばれる外套膜である。図１に示すように、重金属の除去装置１０は重金属及び油脂１２が含まれる生体１１ｆと重金属を溶解してイオン化する電解液１３とが貯留された浸漬槽１４と、浸漬槽１４から送出された電解液１３が貯留された油脂分離槽１６と、油脂分離槽１６の上部に設けられた油脂排出手段１７と、油脂分離槽１６から送出された電解液１３が貯留された電解槽１８とを備える。
【００１２】浸漬槽１４は生体１１ｆの搬送方向に沿って延びて形成され、浸漬槽１４のバケット出口１４ａには第１水切り板２１を介して浸漬槽１４と略同一形状に形成された洗浄槽１９のバケット入口１９ａが接続される（図２）。洗浄槽１９には水２３又は中和剤が貯留され、洗浄槽１９のバケット出口１９ｂには第２水切り板２２が設けられる。生体１１ｆは複数のバケット２５に収容され（図１及び図２）、これらのバケット２５は電解液１３及び水２３又は中和剤が通過可能にかつ生体１１ｆが通過不能に網状又は格子状に形成された籠であり、底網２５ａが開閉可能に構成される。また浸漬槽１４の上方にはこの浸漬槽１４の長手方向に沿ってバケット２５を所定の間隔をあけて搬送可能な搬送手段２６が設けられる。搬送手段２６はこの実施の形態ではリフト式コンベヤであり、生体１１ｆの搬送方向に沿って設けられた伏せＣ字状のレール２７と、このレール２７内を転動可能な複数の軸付ローラ２８と、これらの軸付ローラ２８の軸部２８ａから垂下されたフック２９と、複数の軸部２８ａを所定の間隔をあけて連結するチェーン３１とを有する。
【００１３】レール２７は長円状に形成され、浸漬槽１４及び洗浄槽１９の上方に設けられた往路部２７ａ（図２）と、浸漬槽１４及び洗浄槽１９の上方から外れた位置に往路部２７ａとほぼ平行に設けられた復路部（図示せず）と、往路部２７ａ及び復路部の両端を連結する一対の連結部（図示せず）とからなる。往路部２７ａには浸漬槽１４及び洗浄槽１９のバケット入口１４ａ，１９ａに対向して第１及び第２下り傾斜部２７ｂ，２７ｃがそれぞれ形成され、浸漬槽１４及び洗浄槽１９のバケット出口１４ｂ，１９ｂに対向して第１及び第２登り傾斜部２７ｄ，２７ｅがそれぞれ形成される。また第１下り傾斜部２７ｂと第１登り傾斜部２７ｄとの間には第１ロア水平部２７ｆが形成され、第２下り傾斜部２７ｃと第２登り傾斜部２７ｅとの間には第２ロア水平部２７ｇが形成される。図２の符号２７ｈ，２７ｉ及び２７ｊは第１、第２及び第３アッパ水平部である。また複数のフック２９には複数のバケット２５がそれぞれ吊下げられ、チェーン３１は図示しないが駆動スプロケットを介して減速機付モータにより駆動される。これにより軸付ローラ２８がレール２７の内面を転動し、フック２９に吊下げられたバケット２５が所定の間隔をあけかつ所定の速度で生体１１ｆの搬送方向に沿って搬送されるように構成される。なお、上記搬送速度はバケット２５内の生体１１ｆの電解液１３への浸漬時間が４〜２４時間になるように設定される。
【００１４】浸漬槽１４の底部には生体１１ｆに超音波振動を与える複数の浸透用振動子３２が所定の間隔をあけて設けられる。これらの浸透用振動子３２は図５に詳しく示すように、一対の腕部３２ａ，３２ａを有し、磁歪型又はπ型と呼ばれる略逆Ｕ字状のフェライト振動子である。この振動子３２の上面にはエキスポーネンシャルホーン３３が貼着され、このホーン３３の先端が振動板３４に接触するように構成される。また振動子３２の一対の腕部３２ａ，３２ａにはコイル３６が巻回され、一対の腕部３２ａ，３２ａ間にはバイアス用磁石３７が挿入される。コイル３６は超音波用電源３８に接続される、即ち整合回路３８ａ、出力回路３８ｂ、超音波発振回路３８ｃ及び電源回路３８ｄを介して交流電源に接続される。上記超音波発振回路３８ｃ及び出力回路３８ｂにてコイル３６への発振周波数及び出力がそれぞれ調整可能に構成される。発振周波数及び出力が調整された電流がコイル３６に流れると、振動子３２に上記電流に応じた交番磁界が発生し、振動板３４を介して電解液１３中の生体１１ｆに所定の周波数及び所定の振幅で超音波振動を与えるように構成される。なお、超音波振動の周波数は１８ｋＨｚ〜６０ｋＨｚの範囲に設定され、その電力は０．５〜４ｋＷ／ｃｍ2の範囲に設定されることが好ましい。
【００１５】一方、洗浄槽１９の底部にも生体１１ｆに超音波振動を与える生体洗浄用振動子３９が所定の間隔をあけて設けられる（図２）。生体洗浄用振動子３９は上記浸透用振動子３２と同一に構成され、上記と同様に超音波用電源３８に接続される（図５）。また洗浄槽１９のバケット出口１９ｂ近傍にはスクリューコンベヤ４１が設けられる。このコンベヤ４１はバケット２５から落下した生体１１ｆを受けるホッパ部４１ａと、ホッパ部４１ａに連設され水平に延びるガイド筒４１ｂと、ガイド筒４１ｂに回転可能に挿入された軸部４１ｃと、軸部４１ｃの外周面に螺旋状に固着された羽根部４１ｄと、軸部４１ｃを駆動するモータ部４１ｅとを有する。
【００１６】電解液１３としては硫酸溶液、水酸化ナトリウム溶液、塩化ナトリウム溶液、塩酸溶液又は硝酸溶液等を挙げることができる。電解液１３として硫酸溶液を用いた場合、この硫酸溶液の濃度は０．５〜２０容量％、好ましくは１〜３容量％の範囲内に設定される。濃度を０．５〜２０容量％としたのは、濃度が０．５容量％未満では生体１１ｆ内に含まれる重金属を効率的に陰極５２（図１）に析出できず、また濃度が２０容量％を越えると上記生体１１ｆが変質したり、重金属を除去した後の生体１１ｆの中和処理に多くの時間を要する不具合があるからである。なお、電解液１３の温度は常温〜４０℃の範囲に設定されることが好ましい。４０℃を越えると生体１１ｆが煮えてしまうためである。また洗浄槽１９に水２３ではなく中和剤を貯留する場合には、酸性の電解液に対してはアルカリ性の中和剤が用いられ、アルカリ性の電解液に対しては酸性の中和剤が用いられる。
【００１７】油脂分離槽１６の下部には生体１１ｆから離脱して分散する油脂１２を含む電解液１３に超音波振動を与える油脂凝集用振動子４２が設けられる（図１）。この振動子４２は上記浸透用振動子３２と略同一に構成され、上記と同様に超音波用電源３８に接続される（図５）。この振動子４２により油脂分離槽１６内の電解液１３に所定の周波数及び所定の振幅で超音波振動が与えられ、電解液１３中に分散している油脂１２を凝集するように構成される。図１の符号４３は油脂分離槽１６内に設けられ超音波振動を効率良く電解液１３に伝搬させる反射板である。
【００１８】油脂排出手段１７は下端が油脂分離槽１６の電解液１３の液面に接し上端が油脂回収槽４４に臨むように傾斜して設けられたベルトコンベヤ４６と、このコンベヤ４６のベルト４６ｃ外周面に所定の間隔をあけて突設された多数のスキーマ４７と、上記コンベヤ４６と同一角度で傾斜し油脂分離槽１６の略中央から油脂回収槽４４の上方に延びるガイド板４８とを有する（図１）。ベルトコンベヤ４６は油脂回収槽１６の上方に設けられ減速機付モータ（図示せず）により駆動される駆動プーリ４６ａと、油脂分離槽１６の電解液１３面に接するように設けられた従動プーリ４６ｂと、これらのプーリ４６ａ，４６ｂに掛け渡された無端のベルト４６ｃとからなる。
【００１９】電解槽１８には陽極５１及び陰極５２が所定の間隔をあけかつ交互に配設され、陽極５１及び陰極５２はこの実施の形態では板状に形成される（図１及び図４）。隣接する陽極５１及び陰極５２間には電気絶縁性の間隔保持具（図示せず）が介装され、この間隔保持具により隣接する陽極５１及び陰極５２が接触せず上記所定の間隔が保持されるように構成される。陽極５１及び陰極５２は、グラファイト、導電性フェライト、プラチナ、金、チタン、カーボン、ステンレススチール、カドミウム、銅、亜鉛、アルミニウム、これらの金属の合金、金薄膜が表面に形成されたチタン、不溶性金属である白金薄膜が表面に形成されたチタン、グラファイト薄膜が表面に形成されたチタン、カドミウムが表面に形成された銅等により形成される。更に浸漬槽１４、洗浄槽１９、油脂分離槽１６及び電解槽１８はガラス、塩化ビニール樹脂、ポリスチロール樹脂、ポリエチレン樹脂、ＦＲＰ又はアクリル樹脂によりそれぞれ形成される。
【００２０】陽極５１は直流電源５３のプラス端子に接続され、陰極５２はマイナス端子に接続される（図１）。この直流電源５３により陽極５１及び陰極５２間に所定の電圧が印加され、電解液１３中に溶出した重金属の陽イオンを陰極５２に析出させるように構成される。陽極５１及び陰極５２間には−Ｖ1の電圧が印加される、即ち図６（ａ）に示すように陽極５１が接地され、かつ陰極５２に−Ｖ1の直流電圧が印加される。Ｖ1は１．５〜２８Ｖ、更に１．５〜１２Ｖに設定されることが好ましく、このときの電流は２００〜２００００Ａ、更に１０００〜２０００Ａに設定されることが好ましい。この電流は生体１１ｆ内の重金属の含有量及び生体１１ｆの処理量により適宜変えられる。また２０００Ａを越える電流を流すと、電解液１３の温度が上昇し生体１１ｆが煮えてしまうおそれがある。電解槽１８の底部に陽極５１及び陰極５２に超音波振動を与える電極洗浄用振動子５４が設けられる。この振動子５４は上記浸透用振動子３２と略同一に構成され、上記と同様に超音波用電源３８に接続される（図５）。この振動子５４により電解槽１８内の電解液１３を介して陽極５１及び陰極５２に所定の周波数及び所定の振幅で超音波振動が与えられ、陽極５１及び陰極５２の表面に付着した油脂１２や陰極５２の表面に付着した水素の気泡（図示せず）を離脱させるように構成される。
【００２１】浸漬槽１４と油脂分離槽１６と電解槽１８とは循環手段５６により連通接続される（図１）。これらの槽１４，１６，１８の上部側面には電解液１３の液出口１４ｄ，１６ｂ，１８ｂがそれぞれ形成され、下部側面には電解液１３の液入口１４ｃ，１６ａ，１８ａがそれぞれ形成される。浸漬槽１４の液出口１４ｄは第１オーバフローパイプ５７ａを介して第１ポンプ５８ａの吸入口に接続され、第１ポンプ５８ａの吐出口は第１供給パイプ５９ａを介して油脂分離槽１６の液入口１６ａに接続される。また油脂分離槽１６の液出口１６ｂは第２オーバフローパイプ５７ｂを介して第２ポンプ５８ｂの吸入口に接続され、第２ポンプ５８ｂの吐出口は第２供給パイプ５９ｂを介して電解槽１８の液入口１８ａに接続される。更に電解槽１８の液出口１８ｂは第３オーバフローパイプ５７ｃを介して第３ポンプ５８ｃの吸入口に接続され、第３ポンプ５８ｃの吐出口は第３供給パイプ５９ｃを介して浸漬槽１４の液入口１４ｃに接続される。上記第１〜第３ポンプ５８ａ〜５８ｃは図示しない電動機により駆動される。浸漬槽１４に貯留された電解液１３は循環手段５６の第１ポンプ５８ａにより油脂分離槽１６に送出され、油脂分離槽１６に貯留された電解液１３は第２ポンプ５８ｂにより電解槽１８に送出され、更に電解槽１８に貯留された電解液１３は第３ポンプ５８ｃにより浸漬槽１４に戻されるように構成される。図１及び図２の符号６０は浸漬槽１４、油脂分離槽１６、電解槽１８及び洗浄槽１９の上方に設けられ電解液１３から蒸発したガスを受けるフードであり、符号６０ａは上記ガスを排出するダクトである。
【００２２】なお、この実施の形態では、バケットに重金属を含む生体を収容したが、バケットに生体内に重金属を含む生物体自体を収容してもよい。また、この実施の形態では、搬送手段としてリフト式コンベヤを挙げたが、ローラコンベヤ、ベルトコンベヤ又はその他の搬送手段を用いてもよい。また、この実施の形態では、磁歪型又はπ型の振動子を挙げたが、圧電セラミック等の電歪型の振動子を用いてもよい。また、この実施の形態では、振動子にエキスポーネンシャルホーンを貼着したが、コニカルホーン又はその他のホーンを貼着してもよく、これらのホーンを貼着せずに振動子を直接振動板に貼着してもよい。また振動板を用いずに振動子を浸漬槽等の底壁下面に上記ホーンを介して或いは直接貼着してもよい。更に、陽極及び陰極間には図６（ｂ）又は（ｃ）に示すように電圧を印加してもよい。図６（ｂ）に示す場合は、陽極に＋Ｖ2のバイアス電圧が印加され、かつ陰極に−Ｖ1の直流電圧が印加される。図６（ｃ）に示す場合は、陽極に０〜＋Ｖ2のバイアス電圧が印加され、かつ陰極に０〜−Ｖ1の電圧が印加され、これらの電圧の繰返し周波数は５〜１０００Ｈｚに設定されることが好ましい。上記Ｖ2は０〜１．５Ｖ、Ｖ1は１．５〜２８Ｖの範囲に設定されることが好ましい。
【００２３】このように構成された重金属の除去装置の動作を説明する。予め浸漬槽１４、油脂分離槽１６及び電解槽１８に電解液１３を貯留し、循環手段５６の第１〜第３ポンプ５８ａ〜５８ｃを作動して上記電解液１３を循環させ、搬送手段２６を所定の速度で作動させておく。この状態で生物体１１（図３）から取出された生体１１ｆ（図１〜図３）をバケット２５に収容し、このバケット２５を搬送手段２６のフック２９に吊下げる（図１及び図２）。このバケット２５は搬送手段２６により搬送され、浸漬槽１４のバケット入口１４ａで徐々に下降してバケット２５内の生体１１ｆは浸漬槽１４の電解液１３に浸漬される。このときバケット２５内の生体１１ｆには浸透用振動子３２により超音波振動が与えられ、またバケット２５は生体１１ｆとともに所定の速度で電解液１３中を移動するので、電解液１３が生体１１ｆに速やかに浸透し、生体１１ｆ内に含まれる重金属が陽イオンとなって速やかに電解液１３に溶出し、更に生体１１ｆ内の油脂１２が生体１１ｆから離脱して電解液１３に分散する。このように浸透用振動子３２を用いることにより、電解液１３の濃度を極めて薄くできるので、生体１１ｆの洗浄時間を短縮できる。。
【００２４】浸漬槽１４の電解液１３は第１ポンプ５８ａにより第１オーバフローパイプ５７ａ及び第１供給パイプ５９ａを介して油脂分離槽１６に送出される。油脂分離槽１６内の電解液１３には油脂凝集用振動子４２の発生した超音波振動が反射板４３により効率良く与えられるので、電解液１３中に分散した油脂１２は凝集して電解液１３面に速やかに浮上する。電解液１３面に浮上した油脂１２はスキーマ４７により掻き取られ、ガイド板４８上を通って油脂回収槽４４に回収される。油脂１２が除去された電解液１３は第２ポンプ５８ｂにより第２オーバフローパイプ５７ｂ及び第２供給パイプ５９ｂを介して電解槽１８に送出される。この電解液１３は下部から電解槽１８に流入し、この電解液１３には上昇流が発生するので、陽極５１及び陰極５２間に所定の電圧を印加すると、電解液１３が電解槽１８中を上昇しながら電解液１３中の陽イオンが陰極５２に析出する。この結果、電解槽１８の底の電解液１３に含まれる陽イオン濃度が最も高く、電解槽１８を上昇するに従って陽イオン濃度が低くなり、陽イオン濃度の低くなった電解液１３が電解槽１８の上部の液出口１８ｂから排出される。この排出された電解液１３は第３ポンプ５８ｃにより第３オーバフローパイプ５７ｃ及び第３供給パイプ５９ｃを介して浸漬槽１４に戻される。
【００２５】また電解槽１８中の電解液１３には僅かに油脂１２が分散している場合があり、この油脂１２が陽極５１及び陰極５２表面に付着する場合がある。また陰極５２表面には水素の気泡が付着する場合がある。しかし電極洗浄用振動子５４により陽極５１及び陰極５２に超音波振動が与えられるので、上記油脂１２や水素の気泡が速やかに陽極５１及び陰極５２から離脱し、陽極５１及び陰極５２の表面は常に清浄な状態に保たれる。この結果、電解液１３を流れる電流密度の低下を防止できるので、重金属の陽イオンの陰極５２への析出効率が低下することはない。
【００２６】一方、浸漬槽１４に浸漬されたバケット２５は浸漬槽１４のバケット出口１４ｂ近傍で徐々に上昇し、第１水切り板２１の上方に至る。この第１水切り板２１の上方でバケット２５内の生体１１ｆに付着した余分な電解液１３が落下して除去される。次いでバケット２５は洗浄槽１９のバケット入口１９ａ近傍で徐々に下降し、バケット２５内の生体１１ｆは洗浄槽１９の水２３又は中和剤に浸漬される。このときバケット２５内の生体１１ｆには生体洗浄用振動子３９により超音波振動が与えられるので、生体１１ｆ内の電解液１３が速やかに生体１１ｆ内から排出される。この結果、生体１１ｆの洗浄を更に短時間で行うことができる。なお、生体１１ｆを洗浄した後の水２３等は排水処理装置（図示せず）により所定の水質基準値内になるように処理された後に、河川等に排出される。
【００２７】洗浄槽１９のバケット出口１９ｂ近傍に達したバケット２５は徐々に上昇し、第２水切り板２２の上方で生体１１ｆから余分の水２３等が除去される。このバケット２５がスクリューコンベヤ４１の上方に到来すると、底網２５ａが自動的に又は手動で開いてバケット２５内の生体１１ｆがホッパ部４１ａに落下する。このホッパ４１ａ内の生体１１ｆはスクリューコンベヤ４１にて搬送され、箱付台車（図示せず）等に収容される。なお、洗浄された生体１１ｆは農産物の肥料や家畜の飼料等として用いられる。またこの実施の形態の装置では、生体１１ｆからの重金属除去処理及び生体の脱脂処理を連続的にかつ自動的に行うことができるので、大量の生体１１ｆを処理するのに適する。
【００２８】図７は本発明の第２の実施の形態を示す。図７において図２と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、生体１１ｆがバケット７５に収容され、バケット７５がバケット昇降手段７１により浸漬槽７４に挿入されかつ引上げられ、更にバケット７５の浸漬槽７４への挿入時にバケット７５内の生体１１ｆが浸漬槽７４の電解液１３に浸漬されるように構成される。バケット７５は上記第１の実施の形態のバケットと略同一に形成され、浸漬槽７４はバケット７５より一回り大きく形成される。バケット昇降手段７１は第１車輪７１ａを有する第１昇降レール７１ｂと、このレール７１ｂに沿って昇降しかつバケット７５を係止可能な第１アーム７１ｃとを有する。第１アーム７１ｃは手動又は電動により第１昇降レール７１ｂに沿って昇降するように構成される。浸漬槽７４の底部には第１の実施の形態と同様に浸透用振動子３２が設けられる。
【００２９】また浸漬槽７４には撹拌機７３が挿入され、この撹拌機７３は撹拌機昇降手段７２により浸漬槽７４に挿入されかつ引上げられるように構成される。撹拌機昇降手段７２は上記バケット昇降手段７１と略同様に構成され、第２車輪７２ａを有する第２昇降レール７２ｂと、このレール７２ｂに沿って昇降しかつ先端に撹拌機７３が固定される第２アーム７２ｃとを有する。更に浸漬槽７４は図示しないが第１の実施の形態と同様に、循環手段により油脂分離槽及び電解槽に連通接続され、浸漬槽で重金属除去処理及び脱脂処理された生体１１ｆは図示しないが第１の実施の形態と同様の洗浄槽又はこの実施の形態の浸漬槽と略同一の形状の洗浄槽に浸漬されて洗浄されるように構成される。
【００３０】このように構成された重金属の除去装置の動作を説明する。先ず生体１１ｆを収容したバケット７５をバケット昇降手段７１の第１アーム７１ｃに係止した状態で、昇降手段７１を浸漬槽７４近傍まで搬送し、第１アーム７４ｃをバケット７５ともに所定の高さまで上昇させる。この昇降手段７１を更に浸漬槽７４に近付けてバケット７５を浸漬槽７４の上方に位置させ、第１アーム７１ｃを下降させると、バケット７５が生体１１ｆとともに浸漬槽７４の電解液１３に浸漬される。次いで撹拌機昇降手段７２を浸漬槽７４近傍まで搬送し、第２アーム７２ｃを撹拌機７３とともに所定の高さまで上昇させる。この昇降手段７２を更に浸漬槽７４に近付けて撹拌機７３を浸漬槽７４の上方に位置させ、第２アーム７２ｃを下降させると、撹拌機７３の羽根７３ａが浸漬槽７４の電解液１３に浸漬される。この状態で浸透用振動子３２により生体１１ｆに超音波振動を与えるとともに、撹拌機７３により電解液１３を撹拌する。この結果、電解液１３が生体１１ｆに速やかに浸透し、生体１１ｆ内に含まれる重金属が陽イオンとなって速やかに電解液１３に溶出し、更に生体１１ｆ内の油脂が生体１１ｆから離脱して電解液１３に分散する。
【００３１】重金属が溶出しかつ油脂が分散した電解液１３は図示しないが第１の実施の形態と同様に、油脂分離槽に送出されて油脂が分離された後、電解槽に送出されて電解液中の重金属の陽イオンが陰極に析出し、更に浸漬槽７４に戻される。所定時間経過後、撹拌機７３を浸漬槽７４から引上げた後、生体１１ｆが収容されたバケット７５を引上げ、このバケット７５は生体１１ｆとともにて洗浄槽に浸漬し、バケット７５内の生体を洗浄する。この実施の形態の装置は生体１１ｆからの重金属除去処理や生体１１ｆの脱脂処理を少ない量の電解液１３で行うことができ、少量の生体１１ｆを処理するのに適する。
【００３２】図８は本発明の第３の実施の形態を示す。図８において図４と同一符号は同一部品を示す。この実施の形態では、陽極８１及び陰極８２が丸棒状に形成され、所定の間隔をあけかつ交互に電解槽１８に配設される。例えば陽極８１が縦に３本ずつ所定の間隔をあけて２列配設され、陰極８２が上記２列の陽極８１の両側及び間に４本ずつ所定の間隔をあけて３列配設される。陽極８１及び陰極８２の直径は２０〜４５ｍｍの範囲に形成されることが好ましい。陽極８１は直流電源５３のプラス端子に接続され、陰極８２はマイナス端子に接続される。また陽極８１及び陰極８２の材質は第１の実施の形態の陽極及び陰極と同一である。上記以外は第１の実施の形態と同一に構成される。このように構成された重金属の除去装置では、陽極及び陰極の点検・交換時に全ての陽極及び陰極を取出さなければならない上記第１の実施の形態と比較して、この実施の形態では陽極８１及び陰極８２を列毎に取出せるので、陽極８１及び陰極８２の点検・交換を容易に行うことができる。上記以外の動作は第１の実施の形態と略同様であるので、繰返しの説明を省略する。
【００３３】図９は本発明の第４の実施の形態を示す。この実施の形態では、電極洗浄用振動子９４が電解槽の底部ではなく、複数の陰極８２の下面にそれぞれ貼着される。上記以外は第３の実施の形態と同一に構成される。このように構成された重金属の除去装置では、電解槽中の電解液に僅かに分散している油脂が陰極８２表面に付着したり、或いは陰極８２表面に水素の気泡が付着したりしても、電極洗浄用振動子９４により陰極８２に超音波振動が直接与えられるので、上記油脂や水素の気泡が速やかに陰極８２から離脱し、陰極８２の表面は常に清浄な状態に保たれる。この結果、電解液を流れる電流密度の低下を防止できるので、重金属の陽イオンの陰極８２への析出効率が低下することはなく、重金属の陽イオンを効率良く陰極８２に析出させることができる。なお、陽極表面にも油脂が付着する場合には、電極洗浄用振動子を陰極のみならず、陽極の下面に貼着してもよい。これにより陽極の表面も常に清浄な状態に保つことができる。
【００３４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、生体内に重金属及び油脂が含まれる生物体又は生体と重金属を溶解してイオン化する電解液とを浸漬槽に貯留し、油脂分離槽の下部に電解液に超音波振動を与える油脂凝集用振動子を設け、油脂分離槽の電解液面に浮上した油脂を油脂排出手段が排出し、直流電源が電解槽内の陽極及び陰極間に所定の電圧を印加して電解液中に溶出した重金属の陽イオンを陰極に析出させ、更に循環手段が電解槽の電解液を浸漬槽に戻すように構成したので、先ず生体内に含まれる重金属は浸漬槽の電解液中に溶出して陽イオンとなり、生体内に含まれる油脂は電解液に分散し、この電解液は油脂分離槽に送出される。次に油脂凝集用振動子により油脂分離層内の電解液に超音波振動が与えられるので、電解液中の油脂が凝集して電解液面に浮上した後、油脂排出手段により油脂分離槽から排出される。更に油脂が除去された電解液は電解槽に送出され、陽極及び陰極間に所定の電圧が印加されることにより、重金属の陽イオンが陰極に析出し、電解槽中の電解液から上記陽イオンが除去されて浸漬槽に戻される。この結果、陰極及び陽極に油脂が殆ど付着しないで、電解液を流れる電流密度が低下せず、電解液からの重金属の陽イオンの析出効率が低下することはない。
【００３５】また浸漬槽の底部に生物体等に超音波振動を与える浸透用振動子を設ければ、浸透用振動子により発生する超音波振動により、電解液が生物体又は生体に速やかに浸透し、生体内に含まれる重金属が陽イオンとなって速やかに電解液に溶出し、更に生体内に含まれる油脂が生物体等から離脱して電解液に分散する。この結果、生物体等内の重金属の電解液への溶出速度を高めることができるとともに、生物体等の脱脂を速やかに行うことができる。また電解槽の底部又は陰極の下面に陰極に超音波振動を与える電極洗浄用振動子を設ければ、陽極及び陰極又は陰極の表面を常に清浄な状態に保つことができ、電解液を流れる電流密度の低下を防止できるので、重金属の陽イオンの陰極への析出効率は低下しない。
【００３６】また浸漬槽を生物体等の搬送方向に沿って延びて形成し、生物体等が収容されたバケットを搬送手段が生物体等の搬送方向に搬送し、更にバケットの搬送時にバケット内の生物体等を浸漬槽の電解液に浸漬するように構成すれば、生物体等からの重金属除去処理や生物体等の脱脂処理を連続的にかつ自動的に行うことができるので、大量の生物体等を処理する場合に適する。更に生物体等が収容されたバケットをバケット昇降手段が浸漬槽に挿入しかつ引上げ、バケットの浸漬槽への挿入時にバケット内の生物体等を浸漬槽の電解液に浸漬するように構成すれば、生物体等からの重金属除去処理や生物体等の脱脂処理を少ない量の電解液で行うことができ、少量の生物体等を処理する場合に適する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９８０５００１０
【氏名又は名称】ユニレックス株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年９月１１日（１９９８．９．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５３７２
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 正義
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| 【公開番号】 |
特開２０００−８３６０３（Ｐ２０００−８３６０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年３月２８日（２０００．３．２８） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２５７７６６ |
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