(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３または非晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３であるブレーン比表面積で３０００ｃｍ２／ｇ以上のカルシウムアルミネート化合物と水酸化カルシウムを含有してなり、カルシウムアルミネート化合物と水酸化カルシウムのＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３のモル比が４となるように配合した、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）が１０００ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）が４００ｍｇ／ｌ、ｎ−Ｈ（ノルマルヘキサン抽出物質含有量）が５０ｍｇ／ｌの食肉加工廃水である食品加工廃水の処理材を食品加工廃水１０００ｃｃあたり１０〜１０００ｇ用いることを特徴とする、悪臭の消臭効果も付与できる食品加工廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、食品加工廃水の処理材および食品加工廃水の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境問題が顕在化している。中でも、食品加工廃水は生活に密着したものであり、その発生そのものを規制できないことから、その処理方法の改善が求められている。食品加工廃水とは、食肉加工廃水、水産加工廃水、給食廃水、パン・菓子製造廃水、弁当加工廃水等を総称するものである。これらの食品加工廃水には、油脂やタンパク質、血液成分などの有機物が多く含まれる。水質汚染のみならず、悪臭の原因ともなるため、その対策が強く求められている現状にある。
【０００３】
食品加工廃水の処理方法としては、凝集剤を用いる方法（特許文献１）や処理装置を用いる方法（非特許文献１）などが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２９７２３８号公報
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｂｒａｔｏｒ．ｓｉｎｔｏ．ｃｏ．ｊｐ／ＷＴＳＨＯＫＵＨＩＮ．ｈｔｍｌ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の凝集剤を用いる方法では、十分に食品加工廃水の処理ができないものであった。具体的には、油脂やタンパク質、血液成分などの有機物を十分なレベルまで低減できなく、さらに、悪臭を防止できるものでもなかった。また、処理装置を利用する方法では、高額な装置を購入する必要があり、経済的に余裕のある大企業では対応できるものの、一般の食品加工工場では装置の導入が難しいため、有益な方法とはなっていないのが実状である。今日では、効果的で経済性に富む食品加工廃水の処理方法の開発が強く待たれている。さらに、廃水の悪臭も消臭効果のある食品加工廃水の処理方法の開発が望まれていた。
【０００６】
そこで、本発明者は、鋭意努力を重ね、種々の実験検討を通して、前記課題を解決できることを知見し、本発明を完成するに至った。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明は、３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３または非晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３であるブレーン比表面積で３０００ｃｍ２／ｇ以上のカルシウムアルミネート化合物と水酸化カルシウムを含有してなり、カルシウムアルミネート化合物と水酸化カルシウムのＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３のモル比が４となるように配合した、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）が１０００ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）が４００ｍｇ／ｌ、ｎ−Ｈ（ノルマルヘキサン抽出物質含有量）が５０ｍｇ／ｌの食肉加工廃水である食品加工廃水の処理材を食品加工廃水１０００ｃｃあたり１０〜１０００ｇ用いることを特徴とする、悪臭の消臭効果も付与できる食品加工廃水の処理方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の食品加工廃水の処理材は、排水中のあらゆる成分を効果的に低減でき、また、その固定化速度も迅速である。さらに、悪臭の消臭効果も付与できなどの効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明における％は特に規定しない限り質量基準で示す。
【００１０】
本発明の食品加工廃水の処理材に係るカルシウムアルミネート化合物とは、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を主体とする化合物を総称するものであり、特に限定されるものではなく、その具体例としては、ＣａＯをＣ、Ａｌ２Ｏ３をＡ、アルカリ金属元素をＲと表記すると、ＣＡ２（ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３）、ＣＡ（ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）、Ｃ１２Ａ７（１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３）、Ｃ１１Ａ７・ＣａＦ２（１１ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３・ＣａＦ２）、Ｃ３Ａ（３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３）、３ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・ＣａＳＯ４などの結晶性の化合物、Ｃ８Ａ３Ｒ（８ＣａＯ・３Ａｌ２Ｏ３・Ｒ２Ｏ）、Ｃ１４Ａ５Ｒ（１４ＣａＯ・５Ａｌ２Ｏ３・Ｒ２Ｏ）、Ｃ３Ａ５Ｒ２（３ＣａＯ・５Ａｌ２Ｏ３・２Ｒ２Ｏ）などのＲ２Ｏ成分を含む結晶性のＣａＯ−Ａｌ２Ｏ３−Ｒ２Ｏ系化合物や、ＣａＯとＡｌ２Ｏ３を主成分とする非晶質の化合物などが挙げられる。
【００１１】
本発明の食品加工廃水の処理材に係るカルシウムアルミネート化合物を工業的に得る場合、不純物が含まれることがあるが、その種類及び含有量は、本発明を阻害しない範囲内であれば特に制限されるものではない。その具体例としては、Ｆｅ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＴｉＯ２、Ｐ２Ｏ５、ＣｌおよびＢ２Ｏ３などが挙げられる。
【００１２】
カルシウムアルミネート化合物に前記不純物が含まれる場合、化合物としては、４ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、６ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３・Ｆｅ２Ｏ３、６ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２Ｆｅ２Ｏ３などのカルシウムアルミノフェライト、２ＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３やＣａＯ・Ｆｅ２Ｏ３などのカルシウムフェライト、ゲーレナイト２ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２やアノーサイトＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２などのカルシウムアルミノシリケート、メルビナイト３ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２やアケルマナイト２ＣａＯ・ＭｇＯ・２ＳｉＯ２やモンチセライトＣａＯ・ＭｇＯ・ＳｉＯ２などのカルシウムマグネシウムシリケート、トライカルシウムシリケート３ＣａＯ・ＳｉＯ２やダイカルシウムシリケート２ＣａＯ・ＳｉＯ２やランキナイト３ＣａＯ・２ＳｉＯ２やワラストナイトＣａＯ・ＳｉＯ２などのカルシウムシリケートなどが混在する場合がある。これらの化合物は本発明の目的を実質的に阻害しない範囲であれば混在していてもよい。
【００１３】
本発明の食品加工廃水の処理材に係るカルシウムアルミネート化合物は、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３のモル比が０．５〜３の範囲とすることが好ましく、１〜２がより好ましい。ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３のモル比が０．５未満では、食品加工廃水中の成分の除去スピードが充分でない場合があり、３を超えると液相中でのカルシウムアルミネート化合物の分散が悪くなる傾向にあり、効率良く食品加工廃水中の成分を除去できない場合がある。
【００１４】
本発明の食品加工廃水の処理材に係るカルシウムアルミネート化合物の粉末度は、特に限定されるものではないが、ブレーン比表面積で３０００ｃｍ２／ｇ以上が好ましく、４０００〜８０００ｃｍ２／ｇ以上がより好ましい。カルシウムアルミネート化合物の粉末度が３０００ｃｍ２／ｇ未満では、食品加工廃水中の成分の固定化・除去速度が遅くなり、効率が悪くなる場合がある。８０００ｃｍ２／ｇを超えても更なる効果の向上が期待できず、また、粉体が二次凝集して廃水中での分散性が悪くなり、処理効果が低下する傾向を示す場合もある。
【００１５】
本発明の水酸化カルシウムとは、特に限定されるものではない。Ｃａ（ＯＨ）２と表される化合物を総称するものである。その不純物も環境に有害なものを含まなければ特に限定されるものではない。Ｃａ（ＯＨ）２含有量で８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。不純物としては、炭酸カルシウムや酸化カルシウムを含む場合がある。
【００１６】
水酸化カルシウムの比表面積は特に限定されるものではないが、通常、ＢＥＴ比表面積で２ｍ２／ｇ以上が好ましく、５ｍ２／ｇ以上がより好ましい。水酸化カルシウムのＢＥＴ比表面積が２ｍ２／ｇ未満であると、カルシウムアルミネート化合物との相互作用が弱くなる傾向にあり、食品加工廃水中の成分の除去スピードが十分でなくなる場合がある。
【００１７】
水酸化カルシウムとカルシウムアルミネート化合物の配合割合は、特に限定されるものではないが、水酸化カルシウムとカルシウムアルミネート化合物からなる食品加工廃水の処理材のＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３のモル比が１〜６の範囲となるように配合することが好ましく、３〜５の範囲となるように配合することがより好ましい。
【００１８】
本発明では、食品加工廃水の処理材に係るカルシウムアルミネート化合物の他に、モンモリロナイトやカオリナイトなどに代表される層状化合物であるベントナイト類、クリノプチロライトやモルデナイトに代表されるゼオライト類、セピオライト、アパタイトやリン酸ジルコニウムなどのリン酸塩、ハイドロタルサイト類、活性炭、多硫化物や硫化物やチオ硫酸塩類や亜硫酸塩類などのイオウ化合物、アマルガム、硫酸第一鉄や塩化第一鉄などの鉄化合物、セルロース類、ポリビニルアルコール、キトサンなどの水溶性高分子類、ジアルキルジチオカルバミン酸類、キノリン化合物類、ポリアミン類、および糖類などの公知の有害物質低減材料を１種または２種以上を併用してもよい。
【００１９】
本発明に用いる食品加工廃水の処理材の形態は、特に限定されるものではなく、溶液状態、粉末、顆粒状、ペレット、カラム、およびフィルターなどのいずれの形態であってもよい。また、液状や粉末状や顆粒状の物質を汚水中に投入し、固液分離してもよく、水和物のカラムやフィルターとして、食品加工廃水を通水させてもよい。
【００２０】
食品加工廃水の処理材の使用量は、廃水中の各成分の濃度や廃水の種類によって異なるため、一義的に決定されるものではないが、通常、食品加工廃水１０００ｃｃあたり、０．５〜１０００ｇが好ましく、１〜５００ｇがより好ましい。０．５ｇ未満では、処理効果が充分でない場合があり、１０００ｇを超えて使用しても更なる効果の増進が期待できず不経済である。
【００２１】
本発明の食品加工廃水の処理材は、いずれの食品加工廃水にも有効であるが、廃水の溶媒が水であることが必要である。
【実施例】
【００２２】
「実施例１」
水酸化カルシウムと各種のカルシウムアルミネート化合物を表１に示すモル比で配合して食品加工廃水の処理材とした。この食品加工廃水の処理材５ｇを食品加工廃水の１０００ｃｃに入れて攪拌し、１５分後および３時間後に食品加工廃水の処理効果を確認した。また、悪臭の有無についても確認した。なお、比較のために、市販の吸着材を用いた場合についても同様に行った。結果を表１に併記した。
【００２３】
＜使用材料＞
水酸化カルシウム：市販の消石灰、ＢＥＴ比表面積５ｍ２／ｇ。
カルシウムアルミネート化合物（１）：１モルの炭酸カルシウムと１モルの酸化アルミニウムを混合粉砕し、１５００℃で３時間焼成する工程を２回繰り返して合成した。ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を主体、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ。
カルシウムアルミネート化合物（２）：１２モルの炭酸カルシウムと７モルの酸化アルミニウムを混合粉砕し、１３５０℃で３時間焼成する工程を２回繰り返して合成した。結晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３を主体、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ。
カルシウムアルミネート化合物（３）：３モルの炭酸カルシウムと１モルの酸化アルミニウムを混合粉砕し、１３５０℃で３時間焼成する工程を２回繰り返して合成した。３ＣａＯ・Ａｌ２Ｏ３を主体、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ。カルシウムアルミネート化合物（４）：カルシウムアルミネート化合物（２）の結晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３にシリカを３％添加し、１６５０℃で溶融した後、急冷して合成した非晶質の１２ＣａＯ・７Ａｌ２Ｏ３。ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ。
カルシウムアルミネート化合物（５）：１モルの炭酸カルシウムと２モルの酸化アルミニウムとを混合粉砕し、１５００℃で３時間焼成する工程を２回繰り返して合成した。ＣａＯ・２Ａｌ２Ｏ３を主体、ブレーン比表面積５０００ｃｍ２／ｇ。
処理材イ：市販の硫酸アルミニウム
処理材ロ：市販のゼオライト
食品加工廃水：食肉加工廃水、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）…１０００ｍｇ／ｌ、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）…４００ｍｇ／ｌ、ｎ−Ｈ（ノルマルヘキサン抽出物質含有量）…５０ｍｇ／ｌ
【００２４】
＜測定方法＞
食品加工廃水の処理効果：処理材で処理する前の液相の全炭素量と、処理材で処理後の液相の全炭素量を有機全炭素分析装置（ＴＯＣ）で定量した。処理前の液相の全炭素濃度を１００％とした時の、処理後の液相の全炭素濃度の相対値から、有機分が９９．９％以上低減された場合は◎、９０％以上低減されたが９９．９％まで低減できなかった場合を○、７０％以上低減されたが８９．９％まで低減できなかった場合を△、７０％まで低減されなかった場合を×とした。
悪臭の有無：処理前と変わらなく悪臭がひどい場合は×、改善効果は認められるものの、悪臭が認められる場合は△、悪臭が全く認められない場合は○とした。
【００２５】
【表１】
0005484657.tif 000002
【００２６】
表１から、本発明により、食品加工廃水中の有機物が著しく低減することが判る。また、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が０．５〜６にある本願発明の処理材は食品加工廃水に有効で、特に、ＣａＯ／Ａｌ２Ｏ３モル比が３〜５にある処理材は効率良く食品加工廃水中の有機物を固定化除去することが判る。そして、悪臭の消臭効果にも優れていることがわかる。
【００２７】
「実施例２」
処理材としてカルシウムアルミネート化合物（４）を使用し、ブレーン比表面積を表２に示すように変化させたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表２に示す。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
表２から、本発明により、食品加工廃水中の有機物が著しく低減することが判る。また、カルシウムアルミネート化合物の粉末度がブレーン比表面積で３０００ｃｍ２／ｇ以上であることが好ましいことが判る。
【００３０】
「実施例３」
処理材としてカルシウムアルミネート化合物（４）を使用し、食品加工廃水１０００ｃｃに対する使用量を表３に示すように変化させたこと以外は実施例１と同様に行った。結果を表３に示す。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
表３から、本発明により、食品加工廃水中の有機物が著しく低減することが判る。また、処理材の使用量が所定量で効果が上がることが判る。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の食品加工廃水の処理材および食品加工廃水の処理方法により、効果的に食品加工廃水中の有機物を固定化除去でき、しかも、その固定化速度が迅速であるため、食品加工廃水の処理用途に好適である。