(57)【要約】【課題】薬剤を使用せず、汚水中の有機物を二酸化炭素と水蒸気に完全分解する。【解決手段】粉砕したざくろ石と無機バインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させた成形ボードを濾過ます１のフィルタとして使用し、濾過残液は曝気槽９２〜９４およびマートンチップを充填した濾過反応槽９６を循環させて分解する。したがって、薬剤を使用せず、焼却処理も行わずに大量の有機汚水からＳＳ、ＢＯＤ、ＣＯＤを安定して除去し、汚水の放流を可能とし、運転コストを大きく削減できる。また濾過残液の有機物を二酸化炭素と水蒸気に完全分解して無害化するという、いずれもすぐれた効果を奏する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉砕したざくろ石と無機バインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させたボード状の多孔質材、あるいは粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものと無機バインダとを型枠内に充填し加熱して圧縮、成形させたボード状の多孔質材をフィルタとして使用する有機汚水の処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のボード状の多孔質材を複数枚重ね合わせ、合わせ面を削って生じた空間内に粉末の濾過助材を充填したものをフィルタとして使用する有機汚水の処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフィルタを備える濾過ます内から吸引した排水を放流するとともに、濾過残液を調整槽に投入し、ついで曝気槽に移送して曝気処理を行った後、その処理液をマートンチップを充填した濾過反応槽表面にスプレイして槽内を通過させ、その排出液を前記の調整槽に戻して繰り返し循環させることを特徴とする有機汚水の処理方法。
【請求項４】
濾過ますの側面、あるいは底面の少なくとも１面を、粉砕したざくろ石と無機バインダと混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させたボード状の多孔質材、あるいは粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものと無機バインダとを型枠内に充填し加熱して圧縮、成形させたボード状の多孔質材で構成したことを特徴とする有機汚水の処理設備。
【請求項５】
濾過ますの側面、あるいは底面の少なくとも１面を、粉砕したざくろ石と無機バインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させたボード状の多孔質材、あるいは粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものと無機バインダとを型枠内に充填し加熱して圧縮、成形させたボード状の多孔質材を複数枚重ね合わせ、合わせ面を削って生じた空間内に粉末の濾過助材を充填したもので構成したことを特徴とする有機汚水の処理設備。
【請求項６】
有機汚水を受け入れる受水池に請求項４または５に記載の濾過ますを沈設し、この濾過ます内から吸引ポンプで吸い出して排水することを特徴とする有機汚水の処理設備。
【請求項７】
有機汚水を受け入れる受水池と、この受水池内に沈設した請求項４または５に記載の濾過ますと、この濾過ます内の液を吸い出して放流する吸引手段と、濾過残液を受け入れる調整槽と、曝気処理を行う複数の曝気槽と、これら曝気槽からの排出液をスプレイする撒水管を有し、マートンチップを充填した濾過反応槽とを備え、前記調整槽以下濾過反応槽までを一巡する閉じた回路でこの順番に直列に接続した濾過残液処理手段とからなることを特徴とする有機汚水の処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米の研ぎ汁や豆腐工場の廃液などの有機汚水の処理方法および処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
学校や病院などの給食施設やレストラン等では、毎日大量の米の研ぎ汁などの有機汚水が発生する。また、豆腐工場でも大量の有機汚水が発生する。これらの有機汚水は、比較的濃度は薄いが汚水の発生量が大きく、大型の処理施設を必要とする。例えば豆腐の製造には大豆１俵に水５トンと言われ、中規模程度の製造業者でも毎日１００トン程度の汚水を処理しなければならない。
【０００３】
通常、凝集剤などの薬品を使用して有機質を沈殿させ、上澄み液を排水しているのが一般的であるが、対象となる廃液の量が大きいため薬品の使用量も大きく、食品の製造コストに与える影響も少なくない。また、沈殿物は埋め立て用などに使用することもあるが、多くは焼却処理により減量するので、多大なエネルギーコストを必要とする。
【０００４】
フィルタによってＳＳ（浮遊物質量）を除去する方法もあるが、網目のような機械的なフィルタでは粒子が細かいため濾過できず、布などのエレメントを使用すると液量が大きいために施設が膨大なものとなるという問題点がある。
【０００５】
特許文献１に記載のフィルタは、金属等のコイルばね状の素材の表面に微小な突起を形成して間隙を構成し、素材の表面にケイソウ土などの濾過助剤を塗布し、間隙を通過する液中の微細な懸濁物を濾過するようにしたものであるが、コイルばねの間隙を所定寸法に保持することが困難な上、液流の振動等でばねが共振して性能を発揮できないなどの問題点がある。
【０００６】
一方、本出願人は、粉砕したざくろ石と無機バインダを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させた断熱材を発明し、その内容は特許文献２により公開されている。この板状の断熱材は、発泡させたざくろ石を成形したものであるから、内部の空隙が大きく通気性にすぐれ、通水性も同様であることから、特許文献２の段落［００１６］にはフィルタとして使用することも示唆されている。
【０００７】
さらに本出願人は、有機質汚泥を必要に応じて水で希釈し、曝気処理を行った後、マートンチップを充填した濾過反応槽を通過させ、その排出液をさらに循環させることで有機質を二酸化炭素と水に完全分解して残渣を生じない有機質汚泥の処理方法ならびに処理設備を開発し、その内容は特許文献３に記載されているので、図６によりこれを簡単に説明する。
【０００８】
図６は特許文献３に記載の有機質汚泥の処理施設を示す系統図で、符号９１は調整槽、符号９２〜９４は曝気槽、符号９５，９７は移送ポンプ、符号９６は濾過反応槽、符号９６１は濾過反応槽９６の表面に液を撒水する撒水管、符号９６２は濾過反応槽９６の底部からの流出液を集める流出樋である。
【０００９】
有機質汚泥を必要に応じて水で希釈しながら調整槽９１に投入し、ついで曝気槽９２〜９４に移送して曝気処理を行った後、その処理液をマートンチップを充填した濾過反応槽９６の表面にスプレイして槽内を通過させ、その排出液を前記の調整槽９１に戻し、このルートを繰り返し循環させると、有機質は二酸化炭素と水に完全分解されて、残渣を生じない。実績によれば、マートンチップに付着した微生物の働きにより循環する液の温度は３０℃程度となり、２４時間で汚泥の約６０％が分解される。
【００１０】
なおマートンチップとは、特許文献３の段落［０００８］に記載のとおり、杉材をたたき潰した「バター材」を０．５〜４．０ｍｍの大きさに粉砕したもので、セルロース約６５％、ヘミセルロースのペントサン約１０％、リグニン約２０％で構成される。マートンチップはここでは濾過のためのフィルタとして、また醗酵、分解、消化反応を行う微生物の担体として機能する。保水性、水切り、保温力に富み、脱臭力、醗酵力には特にすぐれ、有機質汚泥の消化のための接触材として最適である。
【００１１】
【特許文献１】特許第３１２４９０１号公報
【特許文献２】特開２００４−６９０６０号公報
【特許文献３】特許第４０３０４９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、従来の技術における上記の諸問題点を解消し、第１に、薬剤を使用せず、フィルタに関する不安定要素もなく、有機質を含む大量の汚水を放水可能とすること、第２に濾過残液を完全分解して無害化すること、の２点を達成する有機汚水の処理方法および処理設備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】
【００１３】
請求項１に記載の本発明は、粉砕したざくろ石と無機バインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させたボード状の多孔質材、あるいは粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものと無機バインダとを型枠内に充填し加熱して圧縮、成形させたボード状の多孔質材をフィルタとして使用する有機汚水の処理方法である。
【００１４】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のボード状の多孔質材を複数枚重ね合わせ、合わせ面を削って生じた空間内に粉末の濾過助材を充填したものをフィルタとして使用する有機汚水の処理方法である。
【００１５】
請求項３に記載の本発明は、請求項１または２に記載のフィルタを備える濾過ます内から吸引した排水を放流するとともに、濾過残液を調整槽に投入し、ついで曝気槽に移送して曝気処理を行った後、その処理液をマートンチップを充填した濾過反応槽表面にスプレイして槽内を通過させ、その排出液を前記の調整槽に戻して繰り返し循環させることを特徴とする有機汚水の処理方法である。
【００１６】
請求項４に記載の本発明は、濾過ますの側面、あるいは底面の少なくとも１面を、粉砕したざくろ石と無機バインダと混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させたボード状の多孔質材、あるいは粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものと無機バインダとを型枠内に充填し加熱して圧縮、成形させたボード状の多孔質材で構成したことを特徴とする有機汚水の処理設備である。
【００１７】
請求項５に記載の本発明は、濾過ますの側面、あるいは底面の少なくとも１面を、粉砕したざくろ石と無機バインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させたボード状の多孔質材、あるいは粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものと無機バインダとを型枠内に充填し加熱して圧縮、成形させたボード状の多孔質材を複数枚重ね合わせ、合わせ面を削って生じた空間内に粉末の濾過助材を充填したもので構成したことを特徴とする有機汚水の処理設備である。
【００１８】
請求項６に記載の本発明は、有機汚水を受け入れる受水池に請求項４または５に記載の濾過ますを沈設し、この濾過ます内から吸引ポンプで吸い出して排水することを特徴とする有機汚水の処理設備である。
【００１９】
請求項７に記載の本発明は、有機汚水を受け入れる受水池と、この受水池内に沈設した請求項４または５に記載の濾過ますと、この濾過ます内の液を吸い出して放流する吸引手段と、濾過残液を受け入れる調整槽と、曝気処理を行う複数の曝気槽と、これら曝気槽からの排出液をスプレイする撒水管を有し、マートンチップを充填した濾過反応槽とを備え、前記調整槽以下濾過反応槽までを一巡する閉じた回路でこの順番に直列に接続した濾過残液処理手段とからなることを特徴とする有機汚水の処理設備である。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１または２あるいは４ないし６に記載の本発明によれば、薬剤を使用せず、焼却処理も行わずに大量の有機汚水からＳＳ、ＢＯＤ、ＣＯＤを安定して除去し、第１の課題である汚水の放流を可能とし、運転コストが大きく削減される。また請求項３または請求項７の本発明によれば、濾過残液の有機物を二酸化炭素と水蒸気に完全分解して無害化するという、いずれもすぐれた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下本発明の望ましい実施例を図面により説明する。
【００２２】
図１は本発明の原理ともいうべき最も簡単な構成を示す説明図で、符号１は濾過ます、符号１１はその底面を構成するフィルタ、符号２は有機汚水が排出されて来る排水管である。
【００２３】
フィルタ１１として、前記特許文献２に記載した板状の断熱材を使用する。本発明においては断熱の目的は特にないから、以下「成形ボード」の名称を使用する。繰り返しになるが、これは粉砕したざくろ石と無機バインダとを混合して型枠内に充填し、焼成して発泡、成形させたボード状の多孔質材、あるいは粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものと無機バインダとを型枠内に充填し加熱して圧縮、成形させたボード状の多孔質材である。つまり、ざくろ石を粉砕して素材としてもよいし、粉砕したざくろ石を焼成して発泡させたものも農業用の水はけ材として「パーライト」の名称で市販されているから、これを使用してもよい。成形ボードのフィルタ性能（目の粗さ）は、２０μｍ程度と推定される。
【００２４】
このような装置で米の研ぎ汁を処理し、その処理前および処理後の水質を検査した結果を図２にまとめて示してある。なお、この検査は、ＣＯＤについてはＪＩＳ  Ｋ０１０２の１７項、ＢＯＤについてはＪＩＳ  Ｋ０１０１の２１項および３２．３項により行い、ＳＳについては昭和４１年環境庁告示第５９号付表８によって行った。この図２に示す結果から、フィルタ１１によって、有機汚水のうちのＳＳ、ＢＯＤ、ＣＯＤのすべてが下水道に放流できるレベルにまで除去されていることがわかる。なお、バクテリアなどが問題になる場合は、適宜除菌、あるいは殺菌を行った後に放流すればよい。
【００２５】
図３は、図１の装置を具体化したもので、符号１２は金網、符号１３は枠体、符号１４は上板である。この実施例の濾過ます１は４つの側面と、底面とにフィルタ１１として成形ボードを使用している。成形ボードは建材用として、例えば６１０ｍｍ×９１０ｍｍ、厚さ２０ｍｍのものが多く製造されるが、カッタナイフ等で容易に切断できるから任意の大きさにして使用すればよい。厚みも、枚数を重ねることによりさまざまに変更できる。成形ボードを大きい寸法のまま使用するとき、あるいは厚みが少ないときなど、水圧に対して強度が不足するおそれがあれば、この図３のように金網１２を片面、あるいは両面に当てればよい。また耐久性の面で、ステンレス鋼等で枠体１３を作り、これに成形ボードを嵌めるようにすることも望ましい。上板１４には排水管２が直接取り付けられているが、後に示す例のように、排水管２に代えて吸い出し管３を取り付ける場合もある。
【００２６】
また、成形ボードを複数枚重ね合わせ、少なくとも１枚の合わせ面を削り、生じた空間内に活性炭、貝殻粉、川砂、前記のパーライトの粉末などの濾過助材を充填するようにすると、フィルタ性能を調整できるばかりでなく、フィルタに殺菌、吸着などの新たな機能を付与することができる。
【００２７】
図４は実際の有機汚水処理設備における有機汚水の受け入れ部分を示す構成断面図で、符号はこれまでに示したものの他、符号１５は濾過ます１を支持する架台、符号３は吸い出し管、符号３１は吸い出しポンプ、符号４は有機汚水を受け入れる受水池である。受水池４内には必要に応じて攪拌手段を設けてもよい。
【００２８】
有機汚水は、排水管２から一旦受水池４に受け入れる。有機汚水の発生量を１日１００トンとすれば、受水池の容量は３００トン程度が必要である。図３に示した濾過ます１を液中に沈め、フィルタ１１を通過して内部に流れ込む液を吸い出し管３で吸い出す。つまり図１に示したのとは逆に、濾過ます１の外側から液を濾過して内部に集め、真空ポンプなどの吸い出しポンプ３１で濾過ます１内を負圧にしてこれを吸い出すのである。ここまでが放流可能な濾過液を吸引する吸引手段である。
【００２９】
この構成の場合、濾過ます１の全体、特に上板１４と排水管２とは気密構造で接続されていなければならない。時間経過によりフィルタ１１が目詰まりするから、適当なタイミングで加圧用の配管（図示せず）を接続して濾過ます１の内部を正圧にし、フィルタ１１を逆洗する。吸い出し管３から吸い出された濾過液は有害物質が除去されているから、そのまま下水道等へ放流できる。
【００３０】
このまま運転を続けていれば受水池４内の液は段々濃縮されてくるから、適宜これを処理しなければならない。図５はその受水池４内の液の処理を含めた有機汚水全体の処理設備を示す構成図で、符号はこれまでの図で示したものの他、符号５は受水池４内の液を汲み出す汲み出し管、符号５１は汲み出しポンプである。なお汲み出しポンプ５１は常時運転しなくてもよいし、場合によってはポンプを使用せず、バケツ等で人力で汲み出してもよい。
【００３１】
汲み出した濃縮された廃液は、先に図６で示した調整槽９１に投入するが、特許文献３で示した有機汚泥の場合と異なり、投入に際して水で希釈する必要はほとんどない。以後の処理工程は特許文献３に記載の場合と全く同様であり、本発明においては汲み出し管５以降の処理設備全体が濾過残液処理手段であるが、以上の構成により、濾過ますの濾過液と濾過残液の双方が無害化され、有機汚水全体が低コストで安定して処理されたことになる。
【００３２】
フィルタとして、長方形のボードのみを例示したが、前記のとおりこの成形ボードはカッタナイフ等で自由に切断できるので、設計によって円、その他任意の形状に切断して使用できる。
また、側面に対して、ボードを縦向きに使用してもよいし、短冊状に切断したボードを縦方向に積み重ねてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の最も簡単な実施例を示す説明図である。
【図２】本発明による浄化効果を確認するために行った試験結果をまとめて示す図表である。
【図３】本発明の実施例のひとつを示す説明図である。
【図４】本発明の実施例の有機汚水受け入れ部分を示す構成断面図である。
【図５】本発明の実施例の有機汚水全体の処理設備を示す構成図である。
【図６】特許文献３に記載の有機質汚泥の処理施設を示す系統図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…濾過ます、  ２…排水管、  ３…吸い出し管、  ４…受水池、  ５…汲み出し管、  １１…フィルタ、１２…金網、  １３…枠体、  １４…上板、  １５…架台、  ３１…吸い出しポンプ、  ５１…汲み出しポンプ、  ９１…調整槽、  ９２，９３，９４…曝気槽、  ９５，９７…移送ポンプ、  ９６…濾過反応槽、  ９６１…撒水管、  ９６２…流出樋。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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