(57)【要約】【課題】食品製造排水の一次処理において、二次処理以降の活性汚泥処理におけるBOD（指標によりCODの場合もある）負荷軽減のために、その負荷原因となる微細なSSを広範囲の排水ｐＨに適用できる無機凝集剤を用いて低減することを課題とする。【解決手段】食品製造排水の一次処理において、塩基性塩化第二鉄を用いることを特徴とする食品製造排水の排水処理方法である。また、上記一次処理において、塩基性塩化第二鉄に加えて、塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムと、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体とを用いることを特徴とする食品製造排水の排水処理方法である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
食品製造排水の一次処理において、塩基性塩化第二鉄を用いることを特徴とする食品製造排水の排水処理方法。
【請求項２】
前記塩基性塩化第二鉄に加えて、塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムと、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体とを用いる請求項１記載の食品製造排水の排水処理方法。
【請求項３】
前記塩基性塩化第二鉄に対する前記ポリ塩化アルミニウムの割合が質量比で0.5〜5の範囲であり、前記ポリ塩化アルミニウムのAl2O3量に対して、前記ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体量が0.1〜1.0質量％の範囲である請求項２記載の食品製造排水の排水処理方法。
【請求項４】
前記塩基性塩化第二鉄が、塩基度が5〜60％であり、平均分散粒子径が3〜50nmであり、硫酸及びリン酸のうちいずれか一方または双方の無機酸を含有し、該無機酸の含有量が（SO4＋PO4）/Feのモル比として0.05〜0.2の範囲である請求項１〜３のいずれか１項記載の食品製造排水の排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品製造排水を含め排水処理における一次処理は、二次処理以降の活性汚泥によるBODを分解又は除去する前段として、スクリーンによってきょう雑物を除去し、無機凝集剤等の薬剤を添加した後、加圧浮上や凝集沈殿によって排水中のSS等の浮遊物質を除去する工程である（例えば、非特許文献１）。特に、食品製造排水には、溶解性のBODに加えて、タンパク質・糖質・脂質等に由来するSSとして存在するBODも多く含まれるため、かかる一次処理工程が重要である。
【０００３】
上記無機凝集剤としては、アルミニウム系凝集剤と鉄系凝集剤が広く使用されており、アルミニウム系凝集剤としては、硫酸アルミニウム（「硫酸バンド」とも称される）、ポリ塩化アルミニウム（「PAC」とも称される）及び塩化アルミニウム（正塩）が挙げられ、鉄系凝集剤としては、硫酸第一鉄（正塩）、塩化第一鉄（正塩）、塩化第二鉄（正塩）及びポリ硫酸第二鉄が挙げられる。尚、鉄系凝集剤を用いた場合には、処理排水が茶褐色等に着色するが、アルミニウム系凝集剤を用いた場合は、処理排水が着色しないため、食品製造排水の処理には好ましい。
【０００４】
そこで、本願出願人は、食品加工工場排水に代表される有機物を多量に含んだ排水に対し、優れた凝集性能を有し、さらに無機凝集剤の使用量を低減できる凝集剤として、塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムとジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体とを含有した凝集剤を提案した（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４５２１８３０号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】新・公害防止の技術と法規2009〔水質編〕分冊II、p.10（発行所：社団法人  産業環境管理協会）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
食品製造排水の一次処理において、上記無機凝集剤のいずれかと必要に応じアルカリや高分子凝集剤を用いている事業場では、二次処理以降の活性汚泥処理におけるBOD（指標によりCODの場合もある）負荷軽減のために、その負荷原因となる微細なSSを一次処理でいかに低減できるかが課題となっていた。この解決手段として、BOD（又はCOD）の低減にも効果のある特許文献１記載の凝集剤を用いることもできるが、より広範囲の排水ｐＨに適用できる無機凝集剤が要望されていた。また、特許文献１記載の凝集剤を用いた場合において、該凝集剤と併用でき且つBOD（又はCOD）のさらなる低減に効果のある無機凝集剤を要望される場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、処理排水が着色するため食品製造排水の処理には敬遠されてきた鉄系凝集剤のうち塩基性塩化第二鉄の適用によって、処理水の着色を抑制しながら上記課題が解決されることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。
【０００９】
即ち、本発明は以下の通りである。
（１）食品製造排水の一次処理において、塩基性塩化第二鉄を用いることを特徴とする食品製造排水の排水処理方法。
（２）前記塩基性塩化第二鉄に加えて、塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムと、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体とを用いる上記（１）記載の食品製造排水の排水処理方法。
（３）前記塩基性塩化第二鉄に対する前記ポリ塩化アルミニウムの割合が質量比で0.5〜5の範囲であり、前記ポリ塩化アルミニウムのAl2O3量に対して、前記ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体量が0.1〜1.0質量％の範囲である上記（２）記載の食品製造排水の排水処理方法。
（４）前記塩基性塩化第二鉄が、塩基度が5〜60％であり、平均分散粒子径が3〜50nmであり、硫酸及びリン酸のうちいずれか一方または双方の無機酸を含有し、該無機酸の含有量が（SO4＋PO4）/Feのモル比として0.05〜0.2の範囲である上記（１）〜（３）のいずれか１項記載の食品製造排水の排水処理方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の食品製造排水の排水処理方法によれば、塩基性塩化第二鉄の適用によって、SS等の浮遊物質の除去だけでなく、BOD（又はCOD）負荷の原因となる可溶性有機物の低減にも効果を発揮する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態の一例である食品製造排水の排水処理方法（以下、「本排水処理方法」という）について詳細に説明する。
【００１２】
本排水処理方法が対象とする排水は、食品製造工場から排出される排水である。具体的には、二次処理以降の活性汚泥によるBOD除去の前に、一次処理として無機凝集剤を添加（必要により高分子凝集剤等も添加）した後、加圧浮上や凝集沈殿によって排水中のSS等の浮遊物質を除去することが必要な排水である。
【００１３】
上記排水としては、例えば、パン・菓子製造排水、酒類製造排水、飲料製造排水、乳製品製造排水、魚肉ハム・ソーセージ製造排水、めん類製造排水、豆腐・油揚製造排水等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００１４】
食品製造工場から排出される排水のBODは業種によってさまざまであり、例えば「五訂・公害防止の技術と法規〔水質編〕」（発行所：社団法人  産業環境管理協会）のp.23〜26には、「有機性で比較的濃度の高い排水の例」として、肉製品製造業のBODの範囲が300〜600mg/l、水産食品製造業のBODの範囲が200〜2000mg/l、蒸留酒,混成酒製造業のBODの範囲が600〜92000mg/l、デンプン製造業のBODの範囲が500〜3000mg/l、粗製あん製造業のBODの範囲が500〜4000mg/l等と記載され、「有機性で比較的濃度の低い排水の例」として、乳製品製造業のBODの範囲が50〜350mg/l、精穀,製粉業のBODの範囲が20〜400mg/l、清涼飲料製造業のBODの範囲が250〜350mg/l、豆腐・油揚製造業のBODの範囲が200〜1400mg/l等と記載されている。また、上記資料のp.49には、製あん工場排水のBODの日内変動と工程別排水のBODが掲載されている。それによると、BODの日内変動は約900〜3500mg/lの間で変動しており、また、工程別排水のBODでは最も低い工程で70mg/lであり、最も高い工程で8000mg/lである。
【００１５】
上記のように排水中のBODの範囲はさまざまであるが、本排水処理方法が特に対象とする排水は、BODが20mg/l以上の排水であり、好適には50mg/l以上の排水である。
【００１６】
本排水処理方法は、一次処理に用いる無機凝集剤として、ポリ塩化第二鉄とも称される塩基性塩化第二鉄を用いるものである。尚、無機凝集剤以外の薬剤、例えば高分子凝集剤、アルカリ、有機凝結剤及び凝集助剤（カオリン、ゼオライト、活性ケイ酸、活性炭、塩化カルシウム等）の使用については特に制限は無く、良好な凝集分離ができるように、従来から使用しているものまたは任意のものを適宜選択し使用することができる。
【００１７】
本排水処理方法における塩基性塩化第二鉄の添加方法は、無機凝集剤の通常の添加方法と同様であればよい。尚、表１に示したように、塩基性塩化第二鉄は、他の非鉄系無機凝集剤と比較して、適用できる排水のｐＨ範囲が広く、且つ、他の鉄系無機凝集剤と比較してアルカリ消費量が少ないという利点を併有する。
【００１８】
【表１】
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【００１９】
また、塩基性塩化第二鉄の量及び塩基性塩化第二鉄以外の薬剤の種類と使用量は、排水の汚染度に応じて適宜適用量を設定すればよく、例えば、ジャーテスト等の予備試験によって決定しておくことが好ましい。
【００２０】
本発明の一態様としては、無機凝集剤として塩基性塩化第二鉄に加えて塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムを用い、高分子凝集剤としてジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体を用いるものである。この態様においては本発明の効果がさらに顕著に発揮される。
【００２１】
塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムとは、一般式：[Al2(OH)nCl6-n]mで示される(OH)が、(n/6)×100として58％以上を示すものであり、有効成分として若干の硫酸根(SO4)が導入されていても良い。
【００２２】
また、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体とは、ジメチルアミンとエピクロルヒドリンの重縮合反応によって得られるものであり、その一般式は、（-N+(CH3)2Cl--CH2-CH(OH)-CH2-）nで示されるものである。
【００２３】
上記３者の添加順序及び量比については、良好な凝集性能が得られるように、ジャーテスト等の予備試験によって、適宜決定しておくことが好ましい。良好な凝集性能が得られる量比の好例としては、塩基性塩化第二鉄に対する塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムの割合が質量比で0.5〜5の範囲であり、上記ポリ塩化アルミニウムのAl2O3量に対して、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体量が0.1〜1.0質量％の範囲である。
【００２４】
上記３者のうち、上記塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムと上記ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体とは、両者を混合した一液型のものを用いてもよく、特許文献１記載の凝集剤が好適である。即ち、上記塩基度58％以上のポリ塩化アルミニウムと、上記ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体との混合割合が、ポリ塩化アルミニウムのAl2O3量に対して、ジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体量が0.1〜1.0質量％の範囲となるように混合したものである。
【００２５】
塩基性塩化第二鉄としては、塩基度が5〜60％であり、平均分散粒子径が3〜50nmであり、硫酸及びリン酸のうちいずれか一方または双方の無機酸を含有し、該無機酸の含有量が（SO4＋PO4）/Feのモル比として0.05〜0.2の範囲であるものが好ましい。塩基度は、20〜40％がより好ましく、30％程度が特に好ましい。当該塩基性塩化第二鉄を使用すれば、より高い凝集沈殿効果を得ることができる。尚、上記平均分散粒子径は、（株）堀場製作所製「動的光散乱式粒径分布測定装置  LB-500」で測定した際のメジアン径である。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の詳細を実施例を挙げて説明するが、本発明はそれらの実施例によって限定されるものではない。尚、塩基度以外の％は、特に断らない限り全て質量％を示す。
【００２７】
［塩基性塩化第二鉄］
塩基性塩化第二鉄として、多木化学(株)製の商品名「PIC-30」（塩基度30％、Fe 10.0％、PO4/Feのモル比=0.11、平均分散粒子径：8nm）を用いた。
【００２８】
［試験１］
乳製品製造業のＡ社の排水（溶解性BOD  347mg/l）を対象排水とした。Ａ社は原料乳を受け入れて牛乳・乳製品を製造しており、対象排水は、当該製造工程で発生する排水、容器洗浄排水等を包含したものである。
無機凝集剤として、実施例１では上記塩基性塩化第二鉄を用い、比較例１では市販のポリ硫酸第二鉄（塩基度5％、Fe 11％）を用いた。
表２に、ジャーテストによる凝集処理試験における薬剤の種類と量、及び評価を示した。
【００２９】
凝集処理試験は下記の手順により実施した。
[1] 500mlビーカーに排水500mlを採水した。
[2] 無機凝集剤を添加し、120rpmで1分間撹拌した。
[3] アルカリ（カーバイト滓懸濁液）を用いて、pHを8.8に調整した。
[4] 高分子凝集剤（多木化学(株)  商品名「タキフロック  A-133」）を添加し、100rpmで1分間撹拌した。撹拌中にフロック径を測定した。
[5] 5分間静置後の上澄水の溶解性BODを測定した。
【００３０】
【表２】
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【００３１】
表２の結果より、塩基性塩化第二鉄を用いた実施例１は、ポリ硫酸第二鉄を用いた比較例１よりも少量の無機凝集剤量で同等のフロック径を有するフロックを形成させることができ、さらに溶解性BODも低減させることができた。また、塩基性塩化第二鉄は少量で効果があるため、アルカリ添加量を低減することができると共に、処理排水（上澄水）の着色を大幅に抑制することが可能であった。
【００３２】
［試験２］
清涼飲料製造業のＢ社の排水を対象排水とした。対象排水は、清涼飲料の製造工程で発生する排水、容器洗浄排水等を包含したものである。
試験は、排水量が3400t／日である定量の排水を処理する排水処理設備の一次処理工程において行った。一次処理工程は、スクリーンによるきょう雑物除去、凝集剤の連続添加、沈降分離による凝集物の除去で構成されている。薬剤は、試験前日から試験4日目までの計5日間にわたり投入した。尚、試験前日とは、塩基性塩化第二鉄を用いない日であることを意味する。
【００３３】
試験前日は、薬剤として、塩基度60％のPAC(以下「B60％PAC」と称する。Al2O3 10.5％,多木化学(株)製  商品名「PAC300A」)とジメチルアミン・エピクロルヒドリン共重縮合体(以下「DAEP」と称する。固形物濃度50％，多木化学(株)製  商品名「タキフロックC-708M」)を混合した凝集剤（以下「B60％PAC＋DAEP」と称する。混合割合は、B60％PACのAl2O3量に対して、DAEP量が0.8％）、及び、高分子凝集剤（多木化学(株)製  商品名「タキフロックEC6070」）を用いた。
【００３４】
翌日からの試験4日間は、薬剤として上記B60％PAC＋DAEPと上記塩基性塩化第二鉄を用いた。
表３に、薬剤の種類と添加量、及び評価を示した。
【００３５】
【表３】
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【００３６】
表３の結果より、塩基性塩化第二鉄をB60％PAC＋DAEPと併用することにより、高分子凝集剤が不要となり、またB60％PAC＋DAEPの添加量も削減することができ、さらに評価においては、SS、COD、ケーキ含水率のいずれも低減することができた。