(57)【要約】【課題】本発明は、電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを適切な割合で混合することを含む有機性廃液の処理方法を提供することを課題とする。【解決手段】  前記課題は、電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定する式に基づいて、混合廃液に含まれる有機物の濃度が所望の値となるような、混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の最小の割合を決定する混合割合決定工程；及び  混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合する処理工程；を含む、有機性廃液の処理方法によって解決することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機性廃液の処理方法であって、
電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定する式（１）〜（３）：
Ｙ＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ    （１）
Ｙ＝Ｃ＊Ｘ＋Ｄ    （２）
Ｙ＝Ｅ            （３）
［式中、
Ｙは混合廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
Ｘは混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の割合（ｖｏｌ％）であり、
Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは定数であり、
Ｅは電解処理された有機性廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）である
（但し、
式（１）におけるＸの範囲は０〜Ｍ（ｖｏｌ％）であり、
式（２）におけるＸの範囲はＭ〜Ｎ（ｖｏｌ％）であり、
式（３）におけるＸの範囲はＮ〜１００（ｖｏｌ％）であり、
Ｍは式（１）で表される直線と式（２）で表される直線との交点に対応するＸの値であり、
Ｎは式（２）で表される直線と式（３）で表される直線との交点に対応するＸの値である）］
に基づいて、混合廃液に含まれる有機物の濃度が所望の値となるような、混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の最小の割合を決定する混合割合決定工程；及び
混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合する処理工程；
を含む、前記方法。
【請求項２】
処理工程において、混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の割合がＮ（ｖｏｌ％）となるように、電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度がアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−１．０＊Ｘ＋１０００〜２５００であり、
式（２）が、Ｙ＝−１５〜−２．５＊Ｘ＋１０００〜３０００であり、
式（３）が、１０００〜２０００である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度が化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−４．５＊Ｘ＋１５００〜３０００であり、
式（２）が、Ｙ＝−３０〜−５．５＊Ｘ＋１５００〜３５００であり、
式（３）が、Ｙ＝１０００〜３０００である、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項５】
処理工程が、
第１の有機性廃液を電解処理する工程と、
混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、電解処理された第１の有機性廃液の一部を電解処理されていない第２の有機性廃液と混合する工程と、
を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
処理工程が、
混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、第１の有機性廃液の一部を電解処理し、当該電解処理された第１の有機性廃液の全部を電解処理されていない第１の有機性廃液の残部と混合する工程、
を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
有機性廃液の処理装置であって、
有機性廃液を貯留する貯留槽；
貯留槽に連結され、貯留槽に貯留した有機性廃液を送出する第１の導管；
第１の導管を介して貯留槽に連結され、有機性廃液を電解処理する電解槽；
電解槽と貯留槽とに連結され、電解槽で電解処理された有機性廃液を貯留槽に循環する循環用導管；及び
電解槽から貯留槽に循環する電解処理された有機性廃液の量を調節する、又は貯留槽から電解槽に送出する有機性廃液の量を調節する調節手段；
を備える、前記装置。
【請求項８】
電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定する式（１）〜（３）：
Ｙ＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ    （１）
Ｙ＝Ｃ＊Ｘ＋Ｄ    （２）
Ｙ＝Ｅ            （３）
［式中、
Ｙは混合廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
Ｘは混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の割合（ｖｏｌ％）であり、
Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは定数であり、
Ｅは電解処理された有機性廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）である
（但し、
式（１）におけるＸの範囲は０〜Ｍ（ｖｏｌ％）であり、
式（２）におけるＸの範囲はＭ〜Ｎ（ｖｏｌ％）であり、
式（３）におけるＸの範囲はＮ〜１００（ｖｏｌ％）であり、
Ｍは式（１）で表される直線と式（２）で表される直線との交点に対応するＸの値であり、
Ｎは式（２）で表される直線と式（３）で表される直線との交点に対応するＸの値である）］を記憶した記憶手段と、
混合廃液に含まれる有機物の濃度として所望の値を入力する入力手段と、
記憶手段に記憶された式（１）〜（３）と入力手段により入力された所望の値とに基づいて、混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の最小の割合を算出する演算手段と、
を有する、調節手段を制御する制御部を更に備える、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度がアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−１．０＊Ｘ＋１０００〜２５００であり、
式（２）が、Ｙ＝−１５〜−２．５＊Ｘ＋１０００〜３０００であり、
式（３）が、Ｙ＝１０００〜２０００である、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度が化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−４．５＊Ｘ＋１５００〜３０００であり、
式（２）が、Ｙ＝−３０〜−５．５＊Ｘ＋１５００〜３５００であり、
式（３）が、Ｙ＝１０００〜３０００である、請求項８に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機性廃液の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
工場から排出される有機性廃液の処理方法としては、一般的に凝集沈殿法、活性汚泥法、及びこれらを組み合わせたシステムが利用されている。近年では、電流を利用した電解法が注目されている。
【０００３】
凝集沈殿法は、有機性廃液に薬剤を投入し、汚泥を凝集させて沈殿させる方法である。その後、固液分離することにより、浄化された有機性廃液を得ることができる。この方法は、有機性廃液に含まれる有機物の濃度が高くても利用できるという利点を有する。一方、使用する薬剤の選定に習熟を要すること、薬剤が高価であること、処理に時間がかかること、設置面積が大きいこと等の問題が存在する。
【０００４】
活性汚泥法は、好気性微生物を使用し、ばっ気槽中で有機性廃液をばっ気することにより、有機物を分解する方法である。この方法は、有機性廃液に含まれる有機物の濃度が高くても利用できるという利点を有する。一方で、ばっ気を行うための費用が高いこと、処理に時間がかかること、設置面積が大きいこと等の問題が存在する。
【０００５】
電解法は、有機性廃液に電極を挿入し、電流を流すことにより、電極表面で有機物を直接的に分解するか、電極表面で酸化剤を生成させて有機物を間接的に分解する方法である。この方法では、有機性廃液に含まれる有機物の濃度が高くても利用できること、薬剤をほとんど使用する必要がないこと、短時間で処理できること、設置面積が小さい等の利点を有する。一方で、電極が劣化するために有機性廃液を多量に処理することが困難であるという問題が存在する。
【０００６】
電解法に関して、例えば特許文献１は、豚舎の廃液等のような著しく着色した廃液を電解処理することにより、廃液の脱色を行う方法を開示している。この方法では、電解処理によって発生した次亜塩素酸が着色成分を分解することにより、脱色作用が発揮されている。廃液を処理するための他の方法は、例えば特許文献２〜６等に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２６２００３号公報
【特許文献２】特開２００１−２２５０８５号公報
【特許文献３】特開２００８−４９３４３号公報
【特許文献４】特開２００７−４４６１２号公報
【特許文献５】特開２００６−１１０４７８号公報
【特許文献６】特開平２−７８４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
有機性廃液を電解処理することにより有機物を分解することができる。また、電解処理によって廃液中の塩化物イオン由来の次亜塩素酸が発生するため、これが更に有機物を分解する。これまでに知られている知見に基づき、電解処理により発生する次亜塩素酸の量を計算し、発生した全ての次亜塩素酸が有効に有機物を分解すると仮定すると、電解処理された有機性廃液（以下、「処理廃液」ともいう）に残存するであろう有機物の濃度を理論上計算することができる。しかし、実際には、発生した全ての次亜塩素酸が有機物の分解に使用されるわけではなく、一部は処理廃液中に残存している。そのため、処理廃液に含まれる有機物の実際の濃度は理論上の値よりも大きくなる。
【０００９】
ここで、処理廃液中に残存している次亜塩素酸は、同廃液中の有機物をこれ以上分解しない。そこで、処理廃液を、電解処理されていない有機性廃液（以下、「未処理廃液」ともいう）と混合した場合にも、残存している次亜塩素酸が未処理廃液に含まれる有機物を分解しないのであれば、有機物の濃度がいずれも判明している処理廃液と未処理廃液とを一定の比率で混合することにより得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度は、計算により求めることができる。しかし、実際には、残存している次亜塩素酸は未処理廃液に含まれる有機物を分解する。この際、どの程度の次亜塩素酸が有機物の分解に使用されるのかは不明である。そのため、混合廃液に含まれる有機物の濃度を単純に計算することはできない。
【００１０】
ところで、有機性廃液を電解処理するためには多くの電力が消費される。そのため、電解処理により発生した次亜塩素酸を有効に利用することが好ましい。また、次亜塩素酸を過剰に含んだ処理廃液を放流することは環境上好ましくない。同様に、有機物を過剰に含んだ有機性廃液を放流することも環境上好ましくない。そのため、処理廃液と未処理廃液とを混合し、処理廃液中に残存している次亜塩素酸によって未処理廃液に含まれる有機物を分解することは、消費電力を抑えると共に、過剰な次亜塩素酸及び有機物の放流を防止する観点から好ましい。しかし、これらを混合する際に、処理廃液の割合が大きい場合には、必要以上の電力が消費されると共に、過剰の次亜塩素酸が放流されてしまう。一方、未処理廃液の割合が大きい場合には、過剰の有機物が放流されてしまう。そのため、処理廃液と未処理廃液とを適切な割合で混合することが求められる。しかしながら、上述の通り、混合の際に実際はどの程度の次亜塩素酸が有機物の分解に使用されるのかは不明である。そのため、適切な混合割合を決定することは困難であった。
【００１１】
そのため、本発明は、処理廃液と未処理廃液とを適切な割合で混合することを含む有機性廃液の処理方法、及び当該方法を実施するための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】
【００１２】
本発明者らが鋭意検討した結果、処理廃液と未処理廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度は、混合割合に応じて、３種類の関係式で表せることを見出した。これら関係式を利用することにより、有機性廃液を効率的に処理することが可能となる。
すなわち、本発明は以下を包含する。
【００１３】
［１］有機性廃液の処理方法であって、
電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定する式（１）〜（３）：
Ｙ＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ    （１）
Ｙ＝Ｃ＊Ｘ＋Ｄ    （２）
Ｙ＝Ｅ            （３）
［式中、
Ｙは混合廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
Ｘは混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の割合（ｖｏｌ％）であり、
Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは定数であり、
Ｅは電解処理された有機性廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）である
（但し、
式（１）におけるＸの範囲は０〜Ｍ（ｖｏｌ％）であり、
式（２）におけるＸの範囲はＭ〜Ｎ（ｖｏｌ％）であり、
式（３）におけるＸの範囲はＮ〜１００（ｖｏｌ％）であり、
Ｍは式（１）で表される直線と式（２）で表される直線との交点に対応するＸの値であり、
Ｎは式（２）で表される直線と式（３）で表される直線との交点に対応するＸの値である）］
に基づいて、混合廃液に含まれる有機物の濃度が所望の値となるような、混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の最小の割合を決定する混合割合決定工程；及び
混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合する処理工程；
を含む、前記方法。
【００１４】
［２］処理工程において、混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の割合がＮ（ｖｏｌ％）となるように、電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合する、［１］に記載の方法。
【００１５】
［３］有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度がアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−１．０＊Ｘ＋１０００〜２５００であり、
式（２）が、Ｙ＝−１５〜−２．５＊Ｘ＋１０００〜３０００であり、
式（３）が、Ｙ＝１０００〜２０００、［１］又は［２］に記載の方法。
【００１６】
［４］有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度が化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−４．５＊Ｘ＋１５００〜３０００であり、
式（２）が、Ｙ＝−３０〜−５．５＊Ｘ＋１５００〜３５００であり、
式（３）が、Ｙ＝１０００〜３０００である、［１］又は［２］に記載の方法。
【００１７】
［５］処理工程が、
第１の有機性廃液を電解処理する工程と、
混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、電解処理された第１の有機性廃液の一部を電解処理されていない第２の有機性廃液と混合する工程と、
を含む、［１］〜［４］のいずれかに記載の方法。
【００１８】
［６］処理工程が、
混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、第１の有機性廃液の一部を電解処理し、当該電解処理された第１の有機性廃液の全部を電解処理されていない第１の有機性廃液の残部と混合する工程、
を含む、［１］〜［４］のいずれかに記載の方法。
【００１９】
［７］有機性廃液の処理装置であって、
有機性廃液を貯留する貯留槽；
貯留槽に連結され、貯留槽に貯留した有機性廃液を送出する第１の導管；
第１の導管を介して貯留槽に連結され、有機性廃液を電解処理する電解槽；
電解槽と貯留槽とに連結され、電解槽で電解処理された有機性廃液を貯留槽に循環する循環用導管；及び
電解槽から貯留槽に循環する電解処理された有機性廃液の量を調節する、又は貯留槽から電解槽に送出する有機性廃液の量を調節する調節手段；
を備える、前記装置。
【００２０】
［８］電解処理された有機性廃液と電解処理されていない有機性廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定する式（１）〜（３）：
Ｙ＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ    （１）
Ｙ＝Ｃ＊Ｘ＋Ｄ    （２）
Ｙ＝Ｅ            （３）
［式中、
Ｙは混合廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
Ｘは混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の割合（ｖｏｌ％）であり、
Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは定数であり、
Ｅは電解処理された有機性廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）である
（但し、
式（１）におけるＸの範囲は０〜Ｍ（ｖｏｌ％）であり、
式（２）におけるＸの範囲はＭ〜Ｎ（ｖｏｌ％）であり、
式（３）におけるＸの範囲はＮ〜１００（ｖｏｌ％）であり、
Ｍは式（１）で表される直線と式（２）で表される直線との交点に対応するＸの値であり、
Ｎは式（２）で表される直線と式（３）で表される直線との交点に対応するＸの値である）］を記憶した記憶手段と、
混合廃液に含まれる有機物の濃度として所望の値を入力する入力手段と、
記憶手段に記憶された式（１）〜（３）と入力手段により入力された所望の値とに基づいて、混合廃液の量に対する電解処理された有機性廃液の量の最小の割合を算出する演算手段と、
を有する、調節手段を制御する制御部を更に備える、［７］に記載の装置。
【００２１】
［９］有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度がアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−１．０＊Ｘ＋１０００〜２５００であり、
式（２）が、Ｙ＝−１５〜−２．５＊Ｘ＋１０００〜３０００であり、
式（３）が、Ｙ＝１０００〜２０００である、［８］に記載の装置。
【００２２】
［１０］有機性廃液がメタン発酵廃液であり、
有機物の濃度が化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）であり、
式（１）が、Ｙ＝−１０〜−４．５＊Ｘ＋１５００〜３０００であり、
式（２）が、Ｙ＝−３０〜−５．５＊Ｘ＋１５００〜３５００であり、
式（３）が、Ｙ＝１０００〜３０００である、［８］に記載の装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、処理廃液と未処理廃液との適切な混合割合を決定することができる。これにより、有機性廃液を効率的に処理することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明における関係式の一例を示す。
【図２】本発明に係る処理装置の一実施形態を示す概要図である。
【図３】本発明に係る処理装置の一実施形態を示す概要図である。
【図４】本発明に係る処理装置の一実施形態を示す概要図である。
【図５】本発明に係る処理装置の一実施形態を示す概要図である。
【図６】本発明に係る処理装置の一実施形態を示す概要図である。
【図７】処理廃液の割合とアンモニアの濃度との関係を示す。
【図８】処理廃液の割合と化学的酸素要求量との関係を示す。
【図９】処理廃液の割合とアンモニアの濃度との関係を示す。
【図１０】処理廃液の割合と化学的酸素要求量との関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
＜有機性廃液の処理方法＞
本発明は、混合割合決定工程及び処理工程を含む有機性廃液の処理方法に関する。以下、各工程について説明する。
【００２６】
本発明における混合割合決定工程は、処理廃液と未処理廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定する式（１）〜（３）：
Ｙ＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ    （１）
Ｙ＝Ｃ＊Ｘ＋Ｄ    （２）
Ｙ＝Ｅ            （３）
［式中、
Ｙは混合廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
Ｘは混合廃液の量に対する処理廃液の量の割合（ｖｏｌ％）であり、
Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは定数であり、
Ｅは処理廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）である
（但し、
式（１）におけるＸの範囲は０〜Ｍ（ｖｏｌ％）であり、
式（２）におけるＸの範囲はＭ〜Ｎ（ｖｏｌ％）であり、
式（３）におけるＸの範囲はＮ〜１００（ｖｏｌ％）であり、
Ｍは式（１）で表される直線と式（２）で表される直線との交点に対応するＸの値（例えば２５〜５０）であり、
Ｎは式（２）で表される直線と式（３）で表される直線との交点に対応するＸの値（例えば３３〜８５）である）］
に基づいて、混合廃液に含まれる有機物の濃度が所望の値となるような、混合廃液の量に対する処理廃液の量の最小の割合を決定する工程である。
【００２７】
本発明者らは、混合廃液に含まれる有機物の濃度は、混合割合に応じて、３種類の関係式で表せることを見出した。これらの関係式を利用することにより、処理廃液と未処理廃液とを実際に混合しなくとも、混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定することができる。言い換えると、混合廃液に含まれる有機物の濃度を一定の値にするために必要とされる処理廃液の割合を、これらの関係式を利用することにより決定することができる。
【００２８】
式（１）〜（３）は、第１の工程から第３の工程を含む方法に従って決定することができる。第１の工程は、処理廃液と未処理廃液とを一定の割合で混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を測定する工程である。第２の工程は、第１の工程を、処理性廃液と未処理廃液との混合割合を変化させて、繰り返し行うことによって、複数の混合廃液に含まれる有機物の濃度を測定する工程である。第３の工程は、混合廃液に含まれる有機物の濃度及び処理廃液の割合をそれぞれＹ軸及びＸ軸とし、第１の工程及び第２の工程において得られた有機物の濃度と処理廃液の割合との関係をプロットすることにより、３種類の関係式を決定する工程である。
【００２９】
有機物の濃度の測定方法は、有機物の種類によって決定される。例えば、有機物の濃度がアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）である場合には、JIS K 0102 42に基づく測定方法、イオンクロマトグラフィー、水質検査キット、アンモニア計等によって濃度を測定することができる。また、有機物の濃度が化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）である場合には、JIS K 0102 17-20に基づく測定方法、二クロム酸カリウム等の酸化剤を使用した水質検査キット、ＣＯＤ計等によって濃度を測定することができる。
【００３０】
関係式におけるＡ〜Ｅは、有機性廃液や有機物の種類等の条件に応じて変化する定数である。また、Ｍ及びＮは式（１）〜（３）に応じて変化する定数である。これらの定数を一旦決定すれば、式（１）〜（３）と有機物の所望の濃度（Ｙ）とに基づいて、処理廃液の割合（Ｘ）を決定することができる。条件が変更された場合には、上記の第１の工程から第３の工程に従って、新たな関係式を再度決定することができる。
【００３１】
なお、処理廃液中には次亜塩素酸が残存しているため、処理廃液と未処理廃液とを混合すると、未処理廃液に含まれる有機物が次亜塩素酸によって分解される。そのため、処理廃液の割合（Ｘ）が大きくなるにつれて、混合廃液に含まれる有機物の濃度（Ｙ）は小さくなる。従って、式（１）及び（２）の傾きを表すＡ及びＣは共に負の値となる。
【００３２】
ここで、驚くべきことに、式（２）の傾きは式（１）の傾きよりも小さくなる（つまり、Ｃの値はＡの値よりも負である）。従って、処理廃液の割合（Ｘ）がある一定の値（Ｍ）よりも大きくなるように処理廃液と未処理廃液とを混合することにより、混合廃液に含まれる有機物の濃度を更に小さくすることができる。
【００３３】
また、処理廃液の割合（Ｘ）がある一定の値（Ｎ）よりも大きくなると、有機物の濃度（Ｙ）がこれ以上小さくならなくなる。従って、処理廃液の割合（Ｘ）がＮとなるように、処理廃液と未処理廃液とを混合することにより、最小の消費電力で最低の有機物の濃度を達成することができる。
【００３４】
式（１）〜（３）は、所定の条件に基づいて、ある一定の範囲内に限定される。例えば、有機性廃液がメタン発酵廃液であり、有機物の濃度（Ｙ）としてアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）を対象とする場合には、通常、式（１）〜（３）は：
Ｙ＝−１０〜−１．０＊Ｘ＋１０００〜２５００    （１）
Ｙ＝−１５〜−２．５＊Ｘ＋１０００〜３０００    （２）
Ｙ＝１０００〜２０００                          （３）
であり、より具体的には：
Ｙ＝−５〜−１．６＊Ｘ＋１２００〜２３００      （１）
Ｙ＝−１３〜−３＊Ｘ＋１２００〜２７００        （２）
Ｙ＝１１００〜１７００                          （３）
である。
【００３５】
また、有機性廃液がメタン発酵廃液であり、有機物の濃度（Ｙ）として化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）を対象とする場合には、通常、式（１）〜（３）は：
Ｙ＝−１０〜−４．５＊Ｘ＋１５００〜３０００    （１）
Ｙ＝−３０〜−５．５＊Ｘ＋１５００〜３５００    （２）
Ｙ＝１０００〜３０００                          （３）
であり、より具体的には：
Ｙ＝−６〜−５＊Ｘ＋１８００〜２８００      （１）
Ｙ＝−２６〜−６＊Ｘ＋１８００〜３３００    （２）
Ｙ＝１３００〜２６００                      （３）
である。
【００３６】
ここで、式（１）〜（３）の関係を図１に例示する。上記の第１の工程から第３の工程に従って混合廃液に含まれる有機物の濃度（Ｙ）と処理廃液の割合（Ｘ）との関係についてプロットすると、図１に示すような３本の直線が得られる。これらの直線の交点に対応するＸの値がＭ及びＮとなる。Ｘの値が０〜Ｍの範囲内の場合には、式（１）に従ってＹの値が変化する。Ｘの値がＭ〜Ｎの範囲内の場合には、式（２）に従ってＹの値が変化する。Ｘの値がＮ〜１００の範囲内の場合には、式（３）に従ってＹの値は変化しない。
【００３７】
混合廃液に含まれる有機物の濃度を所望の値とするためには、処理廃液の割合が、一定の式（Ｙ＝所望の値）で表される直線と式（１）〜（３）のいずれかで表される直線との交点に対応するＸの値となるように、処理廃液と未処理廃液とを混合すればよい。これにより、必要以上の電力消費を回避することができる。また、過剰な次亜塩素酸及び有機物の放流を防止することができる。
【００３８】
なお、一定の式（Ｙ＝所望の値）と式（３）とが同一の場合には、処理廃液の割合（Ｘ）が最小の割合（つまり、Ｎ）となるように、処理廃液と未処理廃液とを混合すればよい。これにより、最小の消費電力で最低の有機物の濃度を達成することができる。
【００３９】
本発明における処理工程は、混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、処理廃液と未処理廃液とを混合する工程である。
【００４０】
処理工程の一態様は、第１の有機性廃液を電解処理する工程と、混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、電解処理された第１の有機性廃液の一部を電解処理されていない第２の有機性廃液と混合する工程とを含むものである。この態様において、第１の有機性廃液と第２の有機性廃液とは同じ種類の有機性廃液であってもよいし、異なる種類の有機性廃液であってもよい。
【００４１】
第１の有機性廃液と第２の有機性廃液とが異なる種類の有機性廃液である場合には、第１の有機性廃液に関する式（１）〜（３）、及び第２の有機性廃液に関する式（１）〜（３）が近似していることが好ましい。これらの関係式が大幅に乖離していると、これらの有機性廃液を混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定することが困難となる。
【００４２】
処理工程の別の態様は、混合割合決定工程において決定した混合割合となるように、第１の有機性廃液の一部を電解処理し、当該電解処理された第１の有機性廃液の全部を電解処理されていない第１の有機性廃液の残部と混合する工程を含むものである。この態様では、同一の有機性廃液が分けて使用される。
【００４３】
本発明に係る方法において処理対象とする有機性廃液の種類は特に限定されないが、例えば、メタン発酵廃液、工場排水、下水汚泥、浸出水等を挙げることができる。
【００４４】
本発明に係る方法において目的とする処理内容は特に限定されないが、例えば、有機物の分解、脱色、殺菌、脱臭等を挙げることができる。
【００４５】
本発明に係る方法において行う電解処理の条件は特に限定されないが、より具体的には、有機性廃液２００ｍＬあたり１０Ａの電流を１２Ｖの電圧下で１０分間通電させることが挙げられる。
【００４６】
＜有機性廃液の処理装置＞
本発明に係る有機性廃液の処理装置について、図面を参照して詳細に説明する。
例えば、図２に示すように、有機性廃液の処理装置は、貯留槽１、第１の導管２、電解槽３、循環用導管４、及び調節手段５から構成されている。
【００４７】
貯留槽１は、貯留槽１に貯留した有機性廃液を電解槽３に送出する第１の導管２を備えている。また、貯留槽１は、有機性廃液を貯留槽１に導入する導入管６を備えていてもよい。更に、図示しないが、貯留槽１は、貯留槽１に貯留した有機性廃液を撹拌する撹拌手段を備えていてもよい。貯留槽１に貯留する有機性廃液としては、例えば、メタン発酵廃液、工場排水、下水汚泥、浸出水等を挙げることができる。
【００４８】
第１の導管２は、貯留槽１に貯留した有機性廃液を電解槽３に送出するために、貯留槽１と電解槽３とを連結している。
【００４９】
電解槽３は、電解槽３で電解処理した有機性廃液を貯留槽１に循環する循環用導管４を備えている。また、電解槽３は、有機性廃液を排出する排出管７を備えていてもよい。なお、排出管７は貯留槽１に設置されていてもよい。電解槽３は有機性廃液を電解処理できるものであればよく、特別な装置を使用する必要はない。特に限定するものではないが、例えば、有機性廃液２００ｍＬあたり１０Ａ以下の電流を１０分間まで通電させることできる装置であることが好ましい。
【００５０】
循環用導管４は、電解槽３から貯留槽１に循環する有機性廃液の量を調節する調節手段５を備えている。調節手段５としては、例えば、バルブ、ポンプ等を挙げることができる。
【００５１】
以上のように構成された処理装置において、有機性廃液は貯留槽１に貯留され、その後、第１の導管２を介して電解槽３に送出される。有機性廃液は電解槽３において電解処理されることにより、有機性廃液に含まれる有機物が分解される。この際、有機物の分解作用を有する次亜塩素酸が発生するが、全ての次亜塩素酸が消費されるわけではなく、一部は処理廃液中に残存している。次に、調節手段５によって調節された一定の量の処理廃液が、循環用導管４を介して貯留槽１に循環される。貯留槽１では、処理廃液と新たに導入された有機性廃液（未処理廃液）とが混合され、処理廃液中に残存している次亜塩素酸によって未処理廃液に含まれる有機物が分解される。つまり、貯留槽１は反応槽としての役割も有する。
この構成では、同じ種類の有機性廃液が使用されてもよいし、異なる種類の有機性廃液が使用されてもよい。
【００５２】
処理廃液中に残存する次亜塩素酸を有効に利用することにより、電解処理による消費電力を抑えることができる。また、処理廃液と未処理廃液とを混合することにより、次亜塩素酸及び有機物の量を共に低減させることができる。有機性廃液は処理後に放流されるため、次亜塩素酸及び有機物の量を低減させることは環境保護の観点から好ましい。
本発明に係る有機性廃液の処理装置は、上記の構成に限定されるものではない。
【００５３】
例えば、図３に示すように、第１の導管２が、貯留槽１から電解槽３に送出する有機性廃液の量を調節する調節手段８を備えていてもよい。このように構成された処理装置において、調節手段８によって調節された一定の量の有機性廃液は、第１の導管２を介して電解槽３に送出され、電解処理される。次に、処理廃液の全部が循環用導管４を介して貯留槽１に循環され、未処理廃液と混合される。この構成では、同一の有機性廃液が分けて使用される。
【００５４】
また、図４に示すように、有機性廃液の処理装置は、調節手段５を制御する制御部９を更に備えていてもよい。制御部９は、図３に示す構成における調節手段８を制御するものであってもよい。
【００５５】
制御部９は、処理廃液と未処理廃液とを混合して得られる混合廃液に含まれる有機物の濃度を推定する式（１）〜（３）：
Ｙ＝Ａ＊Ｘ＋Ｂ    （１）
Ｙ＝Ｃ＊Ｘ＋Ｄ    （２）
Ｙ＝Ｅ            （３）
［式中、
Ｙは混合廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）であり、
Ｘは混合廃液の量に対する処理廃液の量の割合（ｖｏｌ％）であり、
Ａ、Ｂ、Ｃ、及びＤは定数であり、
Ｅは処理廃液に含まれる有機物の濃度（ｍｇ／Ｌ）である
（但し、
式（１）におけるＸの範囲は０〜Ｍ（ｖｏｌ％）であり、
式（２）におけるＸの範囲はＭ〜Ｎ（ｖｏｌ％）であり、
式（３）におけるＸの範囲はＮ〜１００（ｖｏｌ％）であり、
Ｍは式（１）で表される直線と式（２）で表される直線との交点に対応するＸの値（例えば２５〜５０）であり、
Ｎは式（２）で表される直線と式（３）で表される直線との交点に対応するＸの値（例えば３３〜８５）である）］を記憶した記憶手段１０と、混合廃液に含まれる有機物の濃度として所望の値を入力する入力手段１１と、記憶手段１０に記憶された式（１）〜（３）と入力手段１１により入力された所望の値とに基づいて、混合廃液の量に対する処理廃液の量の最小の割合を算出する演算手段１２とを有する。
記憶手段１０に記憶させた関係式における定数Ａ〜Ｅは必要に応じて変更することができる。Ｍ及びＮも、式（１）〜（３）に応じて変更することができる。
【００５６】
例えば、有機性廃液がメタン発酵廃液であり、有機物の濃度（Ｙ）としてアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）を対象とする場合には、通常、式（１）〜（３）は：
Ｙ＝−１０〜−１．０＊Ｘ＋１０００〜２５００    （１）
Ｙ＝−１５〜−２．５＊Ｘ＋１０００〜３０００    （２）
Ｙ＝１０００〜２０００                          （３）
であり、より具体的には：
Ｙ＝−５〜−１．６＊Ｘ＋１２００〜２３００      （１）
Ｙ＝−１３〜−３＊Ｘ＋１２００〜２７００        （２）
Ｙ＝１１００〜１７００                          （３）
である。
【００５７】
また、有機性廃液がメタン発酵廃液であり、有機物の濃度（Ｙ）として化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）を対象とする場合には、通常、式（１）〜（３）は：
Ｙ＝−１０〜−４．５＊Ｘ＋１５００〜３０００    （１）
Ｙ＝−３０〜−５．５＊Ｘ＋１５００〜３５００    （２）
Ｙ＝１０００〜３０００                          （３）
であり、より具体的には：
Ｙ＝−６〜−５＊Ｘ＋１８００〜２８００          （１）
Ｙ＝−２６〜−６＊Ｘ＋１８００〜３３００        （２）
Ｙ＝１３００〜２６００                          （３）
である。
【００５８】
制御部９では、演算手段１２が、記憶手段１０に記憶された式（１）〜（３）と入力手段１１により入力された所望の値とに基づいて、処理廃液の割合を算出する。そして、算出された割合を調節手段５に伝えることにより、貯留槽１に循環させる処理廃液の量を制御する。貯留槽１に貯留される有機性廃液の量が一定である場合には、算出された割合に応じた一定の量の処理廃液を貯留槽１に循環させればよい。
【００５９】
貯留槽１は、図示しないが、貯留槽１に貯留されている有機性廃液の量を検出する検出手段を備えていてもよい。貯留槽１に貯留される有機性廃液の量が一定ではない場合には、制御部９は、検出手段によって検出された有機性廃液の量と、演算手段１２によって算出した処理廃液の割合とに基づいて、貯留槽１に循環させる処理廃液の量を決定する機能を有していてもよい。
【００６０】
制御部９としては、例えば、コンピュータ等を挙げることができる。コンピュータのＲＡＭ、ＨＤＤ等に記憶されたプログラムが動作することによって、制御部９の機能を実現することができる。
【００６１】
図５に示すように、導入管６を介して貯留槽１に生物処理槽１３が連結されていてもよい。生物処理槽１３の代わりに化学処理槽が連結されていてもよい。また、生物処理槽１３と化学処理槽とが共に設置されていてもよい。この構成では、有機性廃液は、初めに生物処理及び／又は化学処理され、その後に電解処理される。有機性廃液が予め生物処理及び／又は化学処理されることにより、電解処理における消費電力を抑えることができる。生物処理及び化学処理としては、例えば、凝集沈殿処理、活性汚泥処理、生物膜処理等を挙げることができる。
【００６２】
図６に示すように、排出管７を介して電解槽３に反応槽１４が連結されていてもよい。この構成では、反応槽１４において処理廃液又は混合廃液を別の有機性廃液と混合することができる。また、図示しないが、反応槽１４に更なる反応槽が連結されていてもよい。このような構成とすることにより、様々な種類の有機性廃液を１つの処理装置で処理することが可能となる。
【実施例】
【００６３】
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。
【００６４】
［実施例１］
メタン発酵廃液を凝集沈殿処理した。次に、処理したメタン発酵廃液２００ｍＬに対して食塩を約０．５ｇ添加し、１０Ａの電流を１２Ｖの電圧下で１０分間通電した。電解処理したメタン発酵廃液と電解処理していないメタン発酵廃液とを一定の割合で混合した後、混合廃液に含まれるアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）及び化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）を測定した。結果を表１に示す。なお、電解処理前のメタン発酵廃液の色は黒であり、電解処理後のメタン発酵廃液の色は黄であった。
【００６５】
【表１】
2014176825.tif 000003
【００６６】
表１の結果を図７及び８に示す。各図における実線は上記の実験結果に基づくものである。点線の式（Ａ）は、処理廃液中に残存している次亜塩素酸が、未処理廃液に含まれる有機物を分解しないと仮定した場合の式である。点線の式（Ｂ）は、電解処理により発生する次亜塩素酸の量を計算し、発生した全ての次亜塩素酸が有効に有機物を分解すると仮定した場合の理論上の式である。
【００６７】
一定の割合で処理廃液と未処理廃液とを混合することにより、有機性廃液を全て電解処理した場合と同様の有機物の濃度が達成された。例えば、有機物がアンモニアの場合、処理廃液と未処理廃液とを７５％：２５％の割合で混合すると、有機性廃液を全て電解処理した場合と同様の結果が得られた。この場合、混合した未処理廃液については電解処理する必要がないため、消費電力を２５％抑えることができる。
【００６８】
表１の結果から、アンモニアの濃度について以下の式（１）〜（３）が得られた。
式（１）：Ｙ＝−５＊Ｘ＋２２５０
式（２）：Ｙ＝−１２．８５１＊Ｘ＋２６５１．２
式（３）：Ｙ＝１６７０〜１６９０
また、化学的酸素要求量について以下の式（１）〜（３）が得られた。
式（１）：Ｙ＝−５．３８＊Ｘ＋１８２４
式（２）：Ｙ＝−６．５４６９＊Ｘ＋１８８１．７
式（３）：Ｙ＝１３２５
【００６９】
［実施例２］
実施例１とは異なるメタン発酵廃液を凝集沈殿処理した。次に、処理したメタン発酵廃液２００ｍＬに対して食塩を約２．０ｇ添加し、１０Ａの電流を１２Ｖの電圧下で９０秒間通電した。電解処理したメタン発酵廃液と電解処理していないメタン発酵廃液とを一定の割合で混合した後、混合廃液に含まれるアンモニアの濃度（ｍｇ／Ｌ）及び化学的酸素要求量（ｍｇ／Ｌ）を測定した。結果を表２に示す。なお、電解処理前のメタン発酵廃液の色は黒であり、電解処理後のメタン発酵廃液の色は橙であった。
【００７０】
【表２】
2014176825.tif 000004
【００７１】
表２の結果を図９及び１０に示す。一定の割合で処理廃液と未処理廃液とを混合することにより、有機性廃液を全て電解処理した場合と同様の有機物の濃度が達成された。
【００７２】
表２の結果から、アンモニアの濃度について以下の式（１）〜（３）が得られた。
式（１）：Ｙ＝−１．６＊Ｘ＋１２０７
式（２）：Ｙ＝−３．０１２＊Ｘ＋１２４２．３
式（３）：Ｙ＝１１００〜１１２９
また、化学的酸素要求量について以下の式（１）〜（３）が得られた。
式（１）：Ｙ＝−５．０８＊Ｘ＋２７６７
式（２）：Ｙ＝−２５．９０４＊Ｘ＋３２８７．６
式（３）：Ｙ＝２３５７〜２５１３
【符号の説明】
【００７３】
１・・貯留槽、２・・第１の導管、３・・電解槽、４・・循環用導管、５・・調節手段、６・・導入管、７・・排出管、８・・調節手段、９・・制御部、１０・・記憶手段、１１・・入力手段、１２・・演算手段、１３・・生物処理槽、１４・・反応槽
【図１】
2014176825.tif 000005
【図２】
2014176825.tif 000006
【図３】
2014176825.tif 000007
【図４】
2014176825.tif 000008
【図５】
2014176825.tif 000009
【図６】
2014176825.tif 000010
【図７】
2014176825.tif 000011
【図８】
2014176825.tif 000012
【図９】
2014176825.tif 000013
【図１０】
2014176825.tif 000014