(57)【要約】【課題】短時間で食品排水等の有機物含有排水に含まれるでんぷんや油脂等の有機物を凝集分離させることができ、使用時に他の添加剤を混合させる必要の無い一剤型の凝集剤組成物及びそれを用いた凝集処理方法を提供する。【解決手段】乾燥・粉砕したオクラからなるアオイ科トロロアオイ属由来成分及びゼオライトの混合物と、硫酸バンド、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を含む凝集剤成分と、消石灰及び活性炭を含む凝集助剤成分と、を含有すること、を特徴とする凝集剤組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥・粉砕したオクラからなるアオイ科トロロアオイ属由来成分及びゼオライトの混合物と、
硫酸バンド、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を含む凝集剤成分と、
消石灰及び活性炭を含む凝集助剤成分と、を含有すること、
を特徴とする凝集剤組成物。
【請求項２】
前記混合物を８〜１２質量％、
多価金属塩を４０〜４５質量％、
アニオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
カチオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
消石灰を３８〜４２質量％、
活性炭を１〜５質量％含むこと（合計１００質量％）、
を特徴とする請求項１に記載の凝集剤組成物。
【請求項３】
前記混合物が、前記アオイ科トロロアオイ属由来成分１質量部に対してゼオライトを１０〜２０質量部含むこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の凝集剤組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凝集剤組成物及び凝集処理方法に関し、特に、食品排水等の有機物含有排水に含まれるでんぷんや油脂等の有機物を凝集分離させるのに適した凝集剤組成物及び凝集処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、うどんのゆで汁や米のとぎ汁等の排水がそのまま放出されることによる環境汚染が問題視されている。これらの排水は、例えば特許文献１や特許文献２に開示されているような凝集剤組成物や凝集処理方法によって凝集させ処理することが可能である。
【０００３】
特許文献１においては、環境にやさしく、浄水場、土木工事現場、地下工事や地盤堀削の際に発生する高濃度な廃水、汚泥から都市排水、生活排水、工場廃水等幅広い廃水の急速処理ができる凝集疎水剤及び使用方法を提供することを意図して、シリカゲル天然鉱物１０〜６０重量％、可溶性アルミニウム塩５〜４０重量％、アルカリ金属塩５〜３０重量％、アルカリ土類金属化合物５〜４０重量％の凝集主成分に対して、有機凝集剤を助剤として１〜１０重量％が配合されてなる粉体凝集疎水剤が提案されている（特許文献１、要約、請求項１等参照）。
【０００４】
また、特許文献２においては、簡易な方法で洗米排水の固形成分を除去し、且つ、除去した固形成分を機能性食品等の原料として再利用することを意図して、洗米排水にプロテアーゼ含有酵素を添加し、前記洗米排水に含まれる固形成分を凝集して沈降させることを特徴とする洗米排水の固形成分の除去方法が提案されている（特許文献２、要約、請求項１等参照）。
【０００５】
更に、特許文献３においては、うどんのゆで汁等の排水の凝集処理時間を短縮するという課題を解決することを目的として、「アオイ科トロロアオイ属由来成分と、 凝集剤成分と、を含み、 前記アオイ科トロロアオイ属由来成分がオクラを乾燥及び粉砕したものであることを特徴とする、うどん粉、米粉又は小麦粉を含む排水を処理するための凝集剤組成物。」が提案されている（特許文献３、要約、請求項１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２１９００６号公報
【特許文献２】特開２００７−３８２１４号公報
【特許文献３】特許第４４２２２０２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１〜特許文献３等の従来技術で提供されている凝集剤組成物や凝集処理方法では、食品排水等の有機物含有排水に含まれるでんぷんや油脂等の有機物を凝集分離させるのに長時間を要したり、使用時に他の添加剤を混合させなければならず煩雑であったり、未だ改善の余地があった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、短時間で食品排水等の有機物含有排水に含まれるでんぷんや油脂等の有機物を凝集分離させることができ、使用時に他の添加剤を混合させる必要の無い一剤型の凝集剤組成物及びそれを用いた凝集処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決すべく提供される本発明の凝集剤組成物は、
乾燥・粉砕したオクラからなるアオイ科トロロアオイ属由来成分及びゼオライトの混合物と、
硫酸バンド、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を含む凝集剤成分と、
消石灰及び活性炭を含む凝集助剤成分と、を含有すること、
を特徴とする。
【００１０】
このような構成を有する本発明の凝集剤組成物によれば、使用時に他の添加剤を混合させる必要が無く、一剤で、かつ、短時間で食品排水等の有機物含有排水に含まれるでんぷんや油脂等の有機物を凝集分離させることができる。
【００１１】
また、上記本発明の凝集剤組成物は、
前記混合物を８〜１２質量％、
多価金属塩を４０〜４５質量％、
アニオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
カチオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
消石灰を３８〜４２質量％、
活性炭を１〜５質量％含むこと（合計１００質量％）、
が好ましい。
【００１２】
このような構成を有する本発明の凝集剤組成物によれば、確実に、使用時に他の添加剤を混合させる必要が無く、一剤で、かつ、短時間で食品排水等の有機物含有排水に含まれるでんぷんや油脂等の有機物を凝集分離させることができる。
【００１３】
また、上記本発明ンオ凝集剤組成物においては、
前記混合物が、前記アオイ科トロロアオイ属由来成分１質量部に対してゼオライトを１０〜２０質量部含むこと、
が好ましい。
【００１４】
このような構成を有する本発明の凝集剤組成物によれば、より確実に、使用時に他の添加剤を混合させる必要が無く、一剤で、かつ、短時間で食品排水等の有機物含有排水に含まれるでんぷんや油脂等の有機物を凝集分離させることができる。
【００１５】
なお、上記本発明の凝集剤組成物を用いた凝集処理方法においては、凝集処理対象液に対し、本発明の凝集剤組成物のみをその量を調整しながら投入することを特徴とするものである。本発明における凝集処理対象液は、じゃがいも皮むき排水、ピザ・パスタグリストラップ排水、ドーナツグリストラップ排水、製麺排水、洗米排水、蒲鉾製造排水、うどんのゆで汁や米のとぎ汁等、うどん粉、米粉又は小麦粉等、でんぷんや油脂等の有機物を含有する食品排水等の有機物含有排水である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の凝集剤組成物のように、アオイ科トロロアオイ属由来成分と、凝集剤成分と、凝集助剤成分と、を含むものとすれば、従来技術の凝集剤組成物を用いた場合に比して、一剤で簡便にかつ迅速に有機物含有排水を凝集処理することが可能となる。また、上記アオイ科トロロアオイ属由来成分は、オクラに代表されるアオイ科トロロアオイ属に属するものを処理して得られるものであり、環境に対して悪影響を及ぼすようなものではないため、本発明の凝集剤組成物を用いれば、凝集処理した後に得られる液体や凝集物は特別な処理を施さなくてもそのまま廃棄処分することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下において、本発明の一実施形態に係る凝集剤組成物及びこれを用いた凝集処理方法について説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。本実施形態の凝集剤組成物は、オクラを処理して得られるアオイ科トロロアオイ属由来成分と、凝集剤成分と、凝集助剤成分と、を含み、本実施形態の凝集処理方法は当該凝集剤組成物を用いるものである。
【００１８】
（１）乾燥・粉砕したオクラからなるアオイ科トロロアオイ属由来成分及びゼオライトの混合物
本発明におけるアオイ科トロロアオイ属由来成分（以下、「Ａ成分」ともいう。）は、被子植物門、双子葉植物綱、アオイ目、アオイ科、トロロアオイ属（Abelmoschus）に属するオクラやリュウキュウトロロアオイなどの植物に由来する成分である。アオイ科トロロアオイ属由来成分は、アオイ科トロロアオイ属に分類される植物を乾燥させて粉砕した粉状体によって構成され、オクラを乾燥させて粉砕した粉状体（オクラ由来成分）等がこれに含まれる。
【００１９】
アオイ科トロロアオイ属由来成分は、ペクチン、ガラクタン、アラバン及びムチン等の他、ミネラル、カルシウム、カリウム、ビタミンＡ、Ｂ１、Ｂ２及びＣ等のオクラの構成成分を含む。このようにアオイ科トロロアオイ属由来成分を乾燥及び粉砕したものをアオイ科トロロアオイ属由来成分として用いれば、アオイ科トロロアオイ属由来成分の表面積が大きくなる等し、本発明の凝集剤組成物による凝集作用がさらに起こり易い。
【００２０】
より具体的には、アオイ科トロロアオイ属由来成分をなす粉状体の粒度は、１８メッシュ以下であることが望ましく、４０メッシュ以下であることがより一層好ましい。アオイ科トロロアオイ属由来成分の粒度は、処理対象となる排水に凝集剤組成物を投入した際の分散度や反応度を考慮し、可能な限り細かいことが望ましい。
【００２１】
また、本発明における「アオイ科トロロアオイ属由来成分」は、アオイ科トロロアオイ属に属する植物の表皮部分、当該植物の内部において内壁をなす繊維壁（以下、「内側繊維壁」ともいう。）及び種のうちの全てを一緒に乾燥して粉砕したものであっても、これらのうちのいずれかを組み合わせて選択して乾燥し粉砕したものであってもよい。
【００２２】
後述するように、アオイ科トロロアオイ属由来成分は、表皮部分、内側繊維壁及び種のいずれについても同様の効果を発揮するが、その製造の容易さや原料となるオクラなどのアオイ科トロロアオイ属に分類される植物を有効利用する等の観点から、アオイ科トロロアオイ属に属する植物の全部分を乾燥して粉砕したものをアオイ科トロロアオイ属由来成分として用いることが好適である。
【００２３】
また、ゼオライトとしては、本発明の効果を損なわない範囲で種々のものを用いることができる。例えば、水素型ゼオライト、ナトリウム型ゼオライト、カリウム型ゼオライト、カルシウム型ゼオライト、マグネシウム型ゼオライト、アルミニウム型ゼオライト、鉄型ゼオライト、銀型ゼオライト、若しくは銅型ゼオライト又はこれら二以上のゼオライトが挙げられる。使用されるゼオライト粒子としては、石炭焼成灰を使用することができる。ゼオライト粒子は粒度の小さいものの方が、吸着性能が大きい造粒物粒子を得ることができるので好ましい。
【００２４】
本発明の凝集剤組成物におけるアオイ科トロロアオイ属由来成分とゼオライトとの混合物は、前記アオイ科トロロアオイ属由来成分１質量部に対してゼオライトを１０〜２０質量部含むこと、が好ましい。後述する実験で明らかになったように、アオイ科トロロアオイ属由来成分とゼオライトとの混合物は、アオイ科トロロアオイ属由来成分１質量部に対してゼオライトを１０〜２０質量部含むこと、更には、１３〜１８質量部含むことが好ましい。
【００２５】
＜実験例１＞
下記の組成の凝集剤組成物を調製した。この際、混合物におけるＡ成分とゼオライトの質量部を表１に示すとおりとした。これらの凝集剤組成物を用い、イタリアンレストランからの排水の凝集処理を行った。即ち、凝集剤組成物０．２ｇを排水に投入してマグネティックスターラーで攪拌し、凝集するまでの時間を測定した。結果を表１に示した。
この結果から、アオイ科トロロアオイ属由来成分とゼオライトとの混合物は、アオイ科トロロアオイ属由来成分１質量部に対してゼオライトを１０〜２０質量部含むこと、更には、１３〜１８質量部含むことが好ましいのがわかる。
【００２６】
［凝集剤組成物の組成（合計１００質量％）］
混合物                  １０質量％
硫酸バンド              ４２質量％
アニオン系高分子凝集剤    ３質量％
カチオン系高分子凝集剤    ２質量％
消石灰                  ４０質量％
活性炭                    ３質量％
【００２７】
なお、硫酸バンドとしては、住友化学（株）製の無鉄硫酸バンドを用い、アニオン系高分子凝集剤としては、三菱ケミカル（株）製のダイヤフロックＰ１００Ｌを用い、カチオン系高分子凝集剤としては、三菱ケミカル（株）製のダイヤフロックＫＹ１０８を用いた。また活性炭としては、（株）南信サービス製の南信炭生２号を用いた（以下の実験例でも同様）。
【表１】
2018202283.tif 000002
【００２８】
（２）凝集剤成分及び凝集助剤成分
（２−１）多価金属塩、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を含む凝集剤成分
本発明の凝集剤組成物は、凝集剤成分として、多価金属塩と、高分子凝集剤であるアニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤と、を含むことを特徴としている。このように複数種の凝集剤成分を含有することにより、本発明の凝集剤組成物は、複雑な組成を有する有機物含有排水を効率的に凝集処理できるのである。
【００２９】
凝集剤成分として多価金属塩を含むものを採用することにより、凝集処理の処理時間をより一層短縮することが可能となり、特に凝集剤成分として硫酸バンド（硫酸アルミニウム）を採用することにより、凝集性能をさらに向上させ、凝集処理に要する処理時間を短縮することが可能となる。
【００３０】
多価金属塩としては、アルミニウム（Ａｌ）や鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）などの多価の金属塩を採用することが可能であり、例えば硫酸バンド（硫酸アルミニウム；Ａｌ２（ＳＯ４）３・ｎＨ２Ｏ、ＪＩＳＫ１４２３）やポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ；Ａｌ２（ＯＨ）ｍＣｌ６−ｍ）等を好適に使用することが可能である。なかでも、硫酸バンドが好ましい。
【００３１】
高分子凝集剤は、カチオン性、アニオン性、ノニオン性の属性に分類されるものがあるが、本発明においては、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を用いる。アクリル系の高分子の水溶性有機物にカルボキシル基やアミド基、スルホン基などを配置したものを凝集剤成分として好適に使用することが可能である。
【００３２】
なかでも、アニオン系高分子凝集剤としては、アクリルアミド・アクリル酸共重合物の金属塩が好ましく、具体的には、アクリルアミド・アクリル酸共重合物のナトリウム塩及び／又はアクリルアミド・アクリル酸・２−アクリルアミド−２−メチルプロパン−１−スルホン酸共重合物のナトリウム塩が好ましい。
【００３３】
また、カチオン系高分子凝集剤としては、アクリルアミド共重合物が好ましく、具体的には、アクリルアミド・アクリル酸・２−（アクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウム＝クロリド・２−（メタクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウム＝クロリド共重合物、及び／又は、アクリルアミド・２−（アクリロイルオキシ）エチルトリメチルアンモニウム＝クロリド共重合物、及び／又は、メタクリル酸Ｎ，Ｎ−ジアルキルアミノアルキルエステル・アクリルアミド共重合物が好ましい。
【００３４】
（２−２）消石灰及び活性炭を含む凝集助剤成分
本発明の凝集剤組成物は、凝集助剤成分として、消石灰（水酸化カルシウム）及び活性炭を含むことを特徴としている。このように複数種の凝集助剤成分を含有することにより、本発明の凝集剤組成物は、上記の凝集剤成分を効果的に機能させて、複雑な組成を有する有機物含有排水を効率的に凝集処理できるのである。
【００３５】
即ち、本発明の凝集剤組成物は、凝集助剤成分を含むものとすることにより、凝集性能をさらに向上させ、凝集処理に要する処理時間を短縮することが可能となる。また、凝集助剤成分として活性珪酸を含むものを用いれば、さらに凝集効果が高まり、凝集処理の処理時間の短縮に効果的である。
【００３６】
ここで、本発明の凝集剤組成物は、前記混合物を８〜１２質量％、多価金属塩を４０〜４５質量％、アニオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、カチオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、消石灰を３８〜４２質量％、活性炭を１〜５質量％含むこと（合計１００質量％）、が好ましい。
【００３７】
＜実験例２＞
下記の組成の凝集剤組成物を調製した。この際、Ａ成分１質量部に対してゼオライトを１質量部の混合物を用いた。また、多価金属塩（硫酸バンド）、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤の含有割合を表２に示すとおりとした。これらの凝集剤組成物を用い、イタリアンレストランからの排水の凝集処理を行った。即ち、凝集剤組成物０．２ｇを排水に投入してマグネティックスターラーで攪拌し、凝集するまでの時間を測定した。結果を表２に示した。
この結果から、多価金属塩を４０〜４５質量％、アニオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、カチオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、が好ましいのがわかる。
【００３８】
［凝集剤組成物の組成（合計１００質量％）］
混合物                  １０質量％
硫酸バンド              表２に示す。
アニオン系高分子凝集剤  表２に示す。
カチオン系高分子凝集剤  表２に示す。
消石灰                  ４０質量％
活性炭                    ３質量％
【表２】
2018202283.tif 000003
【００３９】
＜実験例３＞
下記の組成の凝集剤組成物を調製した。この際、Ａ成分１質量部に対してゼオライトを１質量部の混合物を用いた。また、多価金属塩（硫酸バンド）を４２質量％、アニオン系高分子凝集剤を３質量％、カチオン系高分子凝集剤を２質量％ととし、消石灰及び活性炭の含有割合を表３に示すとおりとした。これらの凝集剤組成物を用い、イタリアンレストランからの排水の凝集処理を行った。即ち、凝集剤組成物０．２ｇを排水に投入してマグネティックスターラーで攪拌し、凝集するまでの時間を測定した。結果を表２に示した。
この結果から、消石灰を３８〜４２質量％、活性炭を１〜５質量％、含むことが好ましいのがわかる。
【００４０】
［凝集剤組成物の組成（合計１００質量％）］
混合物                  １０質量％
硫酸バンド              ４２質量％
アニオン系高分子凝集剤    ３質量％
カチオン系高分子凝集剤    ２質量％
消石灰                  表３に示す。
活性炭                  表３に示す。
【表３】
2018202283.tif 000004
【００４１】
（３）上記凝集剤組成物を用いた凝集処理方法
本発明の凝集処理方法は、うどん粉や米粉等の有機物含有排水に本発明の凝集剤組成物の量を調整しながらそのもののみ（一剤）を添加し、撹拌し、凝集物が沈降するまで前記凝集処理対象液を静置する工程と、前記凝集処理対象液から凝集廃棄物（スラッジやフロック）を回収する工程と、を含むが、これらの工程は従来公知の方法により実施すればよい。
【００４２】
本発明の凝集剤組成物を用いて得られる凝集廃棄物は、有機物を主成分として含有しているため、バイオマス燃料の原料として利用することができ、したがって、これを回収するシステムを構築すれば、エネルギーに関する社会的基盤（インフラストラクチャー）として有意義である。
【００４３】
本発明の凝集処理方法において、上述した本実施形態に係る凝集剤組成物の投入量や投入方法を制御することにより、排水基準や透視度の基準を満足するよう、有機物含有排水の凝集処理を実施することが可能となる。
【００４４】
具体的には、本発明の凝集処理方法によれば、排水量が５００ｍ３／日以下の場合の規定であるＣＯＤ１６０ｐｐｍ（日平均１２０ｐｐｍ）といったＣＯＤに関する基準や、浮遊物質量２００ｐｐｍ（日平均１５０ｐｐｍ）といった浮遊物質量に関する基準を満足するよう排水処理することが可能となる。また、本発明の凝集処理方法によれば、上液の透視度が２００ｍｍ以上となるように排水処理することも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の凝集剤組成物及びこれを用いた凝集処理方法は、うどんのゆで汁や米のとぎ汁等、うどん粉、米粉又は小麦粉等を含む排水が発生するありとあらゆる場所において好適に用いることができる。例えば、うどん製造業者、日本酒製造業者、飲食店等においては最も好適に用いることができる。そして、本発明の凝集処理方法によって得られた凝集廃棄物は、例えば肥料やバイオ燃料の原材料として好適に用いることが考えられる。
【手続補正書】
【提出日】平成29年8月14日(2017.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥・粉砕したオクラからなるアオイ科トロロアオイ属由来成分及びゼオライトの混合物と、
硫酸バンド、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を含む凝集剤成分と、
消石灰及び活性炭を含む凝集助剤成分と、
を含有すること、
を特徴とする有機物含有排水用の凝集剤組成物。
【請求項２】
前記混合物を８〜１２質量％、
多価金属塩を４０〜４５質量％、
アニオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
カチオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
消石灰を３８〜４２質量％、
活性炭を１〜５質量％含むこと（合計１００質量％）、
を特徴とする請求項１に記載の有機物含有排水用の凝集剤組成物。
【請求項３】
前記混合物が、前記アオイ科トロロアオイ属由来成分１質量部に対してゼオライトを１０〜２０質量部含むこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の有機物含有排水用の凝集剤組成物。
【手続補正書】
【提出日】平成29年12月27日(2017.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥・粉砕したオクラからなるアオイ科トロロアオイ属由来成分及びゼオライトの混合物と、
硫酸バンド、アニオン系高分子凝集剤及びカチオン系高分子凝集剤を含む凝集剤成分と、
消石灰及び活性炭を含む凝集助剤成分と、を含有し、
前記混合物を８〜１２質量％、
多価金属塩を４０〜４５質量％、
アニオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
カチオン系高分子凝集剤を２〜３質量％、
消石灰を３８〜４２質量％、
活性炭を１〜５質量％含み（合計１００質量％）、
前記混合物が、前記アオイ科トロロアオイ属由来成分１質量部に対してゼオライトを１０〜２０質量部含むこと、
を特徴とする一剤型凝集剤組成物。