(57)【要約】【課題】蛋白質成分を含んだ排液の処理において従来よりも効果的に蛋白質成分を凝集させる。【解決手段】蛋白質を含んだ排液を処理する設備であって、排液を貯留する貯留槽１と、  該貯留槽における排液のｐＨを検出するｐＨセンサ３と、該ｐＨセンサ３の検出値に応じた量の凝集剤を貯留槽１に供給する凝集剤供給装置４とを具備する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛋白質を含んだ排液を処理する設備であって、
排液を貯留する貯留槽と、
該貯留槽における貯留液のｐＨ値を検出するｐＨセンサと、
該ｐＨセンサの検出値に応じた最適量の凝集剤を貯留槽に供給する凝集剤供給装置と、
を具備することを特徴とする排液処理設備。
【請求項２】
貯留槽から排出された貯留液をさらに貯留する第２の貯留槽と、
該第２の貯留槽に高分子凝集剤を供給する高分子凝集剤供給装置と、をさらに備え、
凝集剤供給装置は、凝集剤として無機凝集剤を貯留槽に供給することを特徴とする請求項１記載の排液処理設備。
【請求項３】
無機凝集剤は、ポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）であることを特徴とする請求項１または２記載の排液処理設備。
【請求項４】
蛋白質を含んだ排液を処理する方法であって、
貯留槽における排液のｐＨ値に応じた最適量の凝集剤を貯留槽に供給することにより蛋白質を凝集させる凝集工程を有することを特徴とする排液処理方法。
【請求項５】
凝集工程は、凝集剤として無機凝集剤を用いる第１凝集工程と、凝集剤として高分子凝集剤を用いる第２凝集工程とからなることを特徴とする請求項４記載の排液処理方法。
【請求項６】
無機凝集剤は、ポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）であることを特徴とする請求項４または５記載の排液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排液処理設備及び排液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば下記特許文献１には、澱粉製造排水の処理設備の一例が開示されている。澱粉工場において遠心分離機で澱粉を搾り取った後の排液は、高濃度の蛋白質を含んだ排水である。上記処理設備は、このような澱粉工場における排水を処理するためのものであり、澱粉製造排水の高濃度排水を蛋白質析出槽に導入し、蒸気および／または酸を添加して蛋白質を熱変性および／または等電点処理により析出させ、反応液を凝集槽に導入して凝集し固液分離機で固液分離し、分離液を嫌気性処理槽に導入して嫌気性処理を行い、嫌気性処理液を低濃度排水とともに好気性処理を行うものである。
【０００３】
上記凝集槽は、排水に凝集剤を添加することにより蛋白質成分を凝集させてフロック（集合体）とするものである。このフロックは固液分離機を経由して脱水機に供給され、固形物（余剰汚泥）として分離される。このような凝集槽における蛋白質成分の凝集処理においては、凝集槽に投入される凝集剤の投入量が上流から凝集槽に供給される排水（凝集槽における原水）の流量に応じて設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１２９５９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来技術は、凝集槽への凝集剤の投入量を原水（排液）の流量に応じて設定するものであるが、このような凝集剤の投入方法では、必要以上の凝集剤が凝集槽に投入されて、フロックの形成が阻害されることがある。フロックが効果的に形成されない場合には、脱水機から排出される液体成分に、より多くの蛋白質成分が含まれることになるので、この液体成分の後処理に種々の問題が発生する。したがって、澱粉工場における排水処理では、凝集槽において蛋白質成分のフロックを効果的に形成させることが大きな技術課題となっている。
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、蛋白質成分を含んだ排液の処理において従来よりも効果的に蛋白質成分を凝集させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明では、排液処理設備に係る第１の解決手段として、蛋白質を含んだ排液を処理する設備であって、排液を貯留する貯留槽と、該貯留槽における貯留液のｐＨ値を検出するｐＨセンサと、該ｐＨセンサの検出値に応じた最適量の凝集剤を貯留槽に供給する凝集剤供給装置とを具備する、という手段を採用する。
【０００８】
排液処理設備に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、貯留槽から排出された貯留液をさらに貯留する第２の貯留槽と、該第２の貯留槽に高分子凝集剤を供給する高分子凝集剤供給装置と、をさらに備え、凝集剤供給装置は、凝集剤として無機凝集剤を貯留槽に供給する、という手段を採用する。
【０００９】
排液処理設備に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、無機凝集剤は、ポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）である、という手段を採用する。
【００１０】
また、本発明では、排液処理方法に係る第１の解決手段として、蛋白質を含んだ排液を処理する方法であって、貯留槽における排液のｐＨ値に応じた最適量の凝集剤を貯留槽に供給することにより蛋白質を凝集させる凝集工程を有する、という手段を採用する。
【００１１】
排液処理方法に係る第２の解決手段として、上記第１の解決手段において、凝集工程は、凝集剤として無機凝集剤を用いる第１凝集工程と、凝集剤として高分子凝集剤を用いる第２凝集工程とからなる、という手段を採用する。
【００１２】
排液処理方法に係る第３の解決手段として、上記第１または第２の解決手段において、無機凝集剤は、ポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）である、という手段を採用する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、貯留槽における排液のｐＨに応じた量の凝集剤を貯留槽に供給するので、凝集剤の貯留槽への投入量を従来の原水の流量に応じた量の凝集剤を貯留槽に供給する場合よりも適切な量に設定することが可能である。したがって、本願発明によれば、必要以上の凝集剤が凝集槽に投入されてフロックの形成が阻害されることを防止することが可能であり、よって適切な凝集剤の投入量によって最も効果的なフロックの形成を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る澱粉工場排液処理設備の凝集設備Ａの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるビーカーテスト結果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る澱粉工場排液処理設備の凝集設備Ａは、急速攪拌凝集設備Ａ1及び緩速攪拌凝集設備Ａ2から構成されている。急速攪拌凝集設備Ａ1は、第１貯留槽１、第１攪拌装置２、ｐＨセンサ３、無機凝集剤供給装置４から構成されている。また、緩速攪拌凝集設備Ａ2は、第２貯留槽５、第２攪拌装置６及び高分子凝集剤供給装置７から構成されている。
【００１６】
最初に澱粉工場の概要について説明すると、澱粉工場は、例えば馬鈴薯等の原料を磨砕し、この磨砕によって得られた固液混合物を連続式遠心分離機にかけることによって澱粉を搾り取る設備である。上記連続式遠心分離機から排出される汁液は、高濃度の蛋白質成分を含む排液であり、そのまま河川等に放流することは到底できないものである。澱粉工場では、このような澱粉を搾り取った後の排液を専用の排液処理設備を用いることによって処理している。
【００１７】
凝集設備Ａは、このような澱粉工場における排液処理設備の一部設備であり、処理工程の上流設備から供給される排液Ｘ1を原液として受け付けて、この原液に含まれている蛋白質成分を凝集させてフロック（集合体）とする設備である。すなわち、凝集設備Ａは、第１凝集工程として急速攪拌凝集設備Ａ1において貯留液Ｘ2を急速攪拌しつつ無機凝集剤Ｙ1を用いて蛋白質成分を凝集させてフロックＦ1を生成させ、さらに第２凝集工程として緩速攪拌凝集設備Ａ2において貯留液Ｘ3を緩速攪拌しつつ高分子凝集材Ｙ2を用いて蛋白質成分を凝集させてフロックＦ2を生成させる。
【００１８】
このような凝集設備Ａにおける処理液（つまり緩速攪拌凝集設備Ａ2の処理液）は、図示するように下流側に設けられた脱水機に供給されてフロックＦ2が固形物（余剰汚泥）として分離される。
【００１９】
急速攪拌凝集設備Ａ1における第１貯留槽１は、上記上流設備から供給される原液Ｘ1を貯留液Ｘ2として所定時間だけ貯留する容器である。第１攪拌装置２は、攪拌翼を回転させることによって上記貯留液Ｘ2を比較的速い攪拌速度で攪拌（急速攪拌）するものである。ｐＨセンサ３は、上記貯留液Ｘ2のｐＨ値を検出する検出器である。このｐＨセンサ３は、検出値である貯留液Ｘ2のｐＨ値を無機凝集剤供給装置４に出力する。
【００２０】
無機凝集剤供給装置４は、上記ｐＨセンサ３から入力されるｐＨ値に応じた最適量の無機凝集剤Ｙ1を第１貯留槽１に供給する。すなわち、無機凝集剤供給装置４は、ｐＨセンサ３から入力されるｐＨ値が予め設定された目標ｐＨ値を維持するように単位時間当たりの投入量を最適量に調節して無機凝集剤Ｙ1を第１貯留槽１に供給する。上記目標ｐＨ値は、良質なフロックＦ1が最も効果的に生成されるための無機凝集剤Ｙ1の最適量に相当するものであり、予備実験等によって予め見出された値（例えば４．８）である。上記無機凝集剤Ｙ1は、例えばポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）である。
【００２１】
緩速攪拌凝集設備Ａ2における第２貯留槽５は、上記第１貯留槽１から供給される貯留液Ｘ2を貯留液Ｘ3として所定時間だけ貯留する容器である。第２攪拌装置６は、攪拌翼を回転させることによって上記貯留液Ｘ3を比較的緩やかな攪拌速度で攪拌（緩速攪拌）するものである。すなわち、第２攪拌装置６における攪拌速度は、上記第１攪拌装置２における攪拌速度よりも低速である。高分子凝集剤供給装置７は、予め設定された所定量の高分子凝集材Ｙ2を第２貯留槽５に供給する。上記高分子凝集材Ｙ2は、ポリアクリルアミド系の有機系凝集剤であり、例えばダイヤフロック（登録商標）KP-7000とダイヤフロック（登録商標）KE-705とを４：１の割合（重量比）て混合した混合剤である。
【００２２】
次に、このように構成された凝集設備Ａの動作について説明する。
本凝集設備Ａにおける凝集工程は、急速攪拌凝集設備Ａ1による第１凝集工程と、緩速攪拌凝集設備Ａ2による第２凝集工程とからなる。すなわち、上流設備から所定流量（例えば１２〜２５ｍ３／ｈ）で連続的に供給される原液Ｘ1は、急速攪拌凝集設備Ａ1において、貯留液Ｘ2の急速攪拌と無機凝集剤Ｙ1の添加による蛋白質成分の凝集（フロック化）が第１凝集工程として行われる。そして、このような第１凝集工程の後工程として、緩速攪拌凝集設備Ａ2による貯留液Ｘ3の緩速攪拌と高分子凝集材Ｙ2の添加による蛋白質成分のさらなる凝集（フロック化）が第２凝集工程として行われる。
【００２３】
そして、上記第１凝集工程では、本凝集設備Ａにおける特徴的な動作として、貯留液Ｘ2のｐＨ値に応じた無機凝集剤Ｙ1の投入量の調整が行われる。すなわち、無機凝集剤Ｙ1の投入量に応じて貯留液Ｘ2のｐＨ値が変動するが、ｐＨセンサ３は、このような貯留液Ｘ2のｐＨ値を検出して無機凝集剤供給装置４に出力する。そして、無機凝集剤供給装置４は、ｐＨセンサ３から入力された貯留液Ｘ2のｐＨ値が目標ｐＨ値を維持するように無機凝集剤Ｙ1の第１貯留槽１への投入量、つまり無機凝集剤Ｙ1の貯留液Ｘ2への添加量を調整する。
【００２４】
換言すると、無機凝集剤Ｙ1の貯留液Ｘ2への添加量は、ｐＨセンサ３と無機凝集剤供給装置４との協働によって、貯留液Ｘ2のｐＨ値が目標ｐＨ値を維持する最適量にフィードバック制御（自動制御）される。上記目標ｐＨ値は、上述したように良質なフロックＦ1が最も効果的に生成される値として予備実験等によって見出されたものなので、上記フィードバック制御（自動制御）の結果として良質なフロックＦ1が最も効果的に生成するために必要十分な量の無機凝集剤Ｙ1が貯留液Ｘ2に添加されることになる。
【００２５】
図２に示すビーカーテスト結果は、上記目標ｐＨ値を見出すための予備実験の結果である。このビーカーテスト結果において、フロック強度における「○」は強度が強いためにフロックが纏まり易く回収し易いことを示し、フロック強度における「×」は強度が弱いためにフロックの形が崩れて回収し難いことを示し、またフロック径における「○」は径が大きく回収がし易いことを示し、フロック径における「×」は径が小さく回収がし難いことを示し、フロック径における「△」は上記「○」と「×」との中間的な径であることを示し、また（フロックの）水切れにおける「○」は水切れが良く回収し易いことを示し、（フロックの）水切れにおける「×」は水切れが悪く回収し難いことを示し、（フロックの）水切れにおける「△」は上記「○」と「×」との中間的な水切れであることを示している。
【００２６】
このビーカーテスト結果は、無機凝集剤Ｙ1の添加量の変化に応じてろ液（貯留液Ｘ2に相当する）のｐＨ値が変化することを示しており、またｐＨ値に応じてフロックＦ1の生成状態を示すフロック強度、フロック径及び（フロックの）水切れの３つの評価項目の評価値が変化することを示している。そして、ビーカーテスト結果によれば、貯留液Ｘ2のｐＨ値を約４．８とする、つまり目標ｐＨ値を４．８程度とする無機凝集剤Ｙ1の貯留液Ｘ2への添加量（第１貯留槽１への単位時間当たりの投入量）のときにフロックＦ1の生成状態が最良になることが分かる。
【００２７】
このような本実施形態によれば、良質なフロックＦ1が最も効果的に生成するために必要十分な量の無機凝集剤Ｙ1が貯留液Ｘ2に添加されるので、従来技術のような必要以上の凝集剤が凝集槽に投入されてフロックの形成が阻害されることを防止することが可能であり、よって適切な凝集剤の投入量によって最も効果的なフロックの形成を実現できる。
【００２８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態では、ｐＨセンサ３と無機凝集剤供給装置４との協働によって、無機凝集剤Ｙ1の第１貯留槽１への単位時間当たりの投入量を自動制御するようにしたが、本発明はこれに限定されない。上記自動制御によれば、ｐＨセンサ３によって貯留液Ｘ2のｐＨ値が常時検出されて、その変動に応じて無機凝集剤Ｙ1の投入量が即座に調整されるので、貯留液Ｘ2のｐＨ値を精度良く目標ｐＨ値に一致させることができるが、このような高精度な無機凝集剤Ｙ1の投入量の調整が必要ない場合には、オープンループ制御によって固定的な投入量の無機凝集剤Ｙ1を第１貯留槽１に投入するようにしても良い。
【００２９】
（２）また、上記実施形態では、貯留液Ｘ2のｐＨ値のみを制御量として無機凝集剤Ｙ1の第１貯留槽１への単位時間当たりの投入量を自動制御するようにしたが、本発明はこれに限定されない。貯留液Ｘ2のｐＨ値を主制御量とするものの、これに加えて他の物理量、例えば原液の流量を副次的な制御量として無機凝集剤Ｙ1の第１貯留槽１への投入量を自動制御するようにしても良い。
【００３０】
（３）上記実施形態では、フロック強度、フロック径及び（フロックの）水切れの３つの評価項目が良好となるように目標ｐＨ値を設定したが、本発明はこれに限定されない。これら３つの評価項目の何れか１つあるいは２つに基づいて目標ｐＨ値を設定しても良い。また、これら３項目以外の評価項目を加えて目標ｐＨ値を設定するようにしても良い。
【００３１】
（４）上記実施形態では、無機凝集剤Ｙ1としてポリ鉄（ポリ硫酸第二鉄）を採用したが、本発明はこれに限定されない。ポリ鉄以外の鉄塩系凝集剤やアルミニウム塩系凝集剤（例えば硫酸アルミニウム）を用いても良い。また、無機凝集剤Ｙ1として複数種類の鉄塩系凝集剤を混合したものや、複数種類のアルミニウム塩系凝集剤を混合したもの、あるいは鉄塩系凝集剤とアルミニウム塩系凝集剤とを混合したものを用いても良い。
【００３２】
（５）上記実施形態では、凝集設備Ａを急速攪拌凝集設備Ａ1及び緩速攪拌凝集設備Ａ2から構成したが、本発明はこれに限定されない。例えば、急速攪拌凝集設備Ａ1のみによって凝集設備Ａを構成しても良い。また、急速攪拌凝集設備Ａ1及び緩速攪拌凝集設備Ａ2からとからなる２段構成に代えて、３段以上の構成としても良い。例えば１段目と２段目とに急速攪拌凝集設備Ａ1を採用し、３段目に緩速攪拌凝集設備Ａ2を採用するような３段構成としても良い。
【００３３】
（６）さらには、上記実施形態では、無機凝集剤Ｙ1を用いる方を攪拌速度が比較的速い急速攪拌凝集設備Ａ1とし、高分子凝集材Ｙ2を用いる方を攪拌速度が比較的緩やかな緩速攪拌凝集設備Ａ2としたが、本発明はこれに限定されない。攪拌速度と凝集剤の種類とには種々の組合せが考えられる。
【符号の説明】
【００３４】
Ａ…凝集設備、Ａ1…急速攪拌凝集設備、Ａ2…緩速攪拌凝集設備、１…第１貯留槽、２…第１攪拌装置、３…ｐＨセンサ、４…無機凝集剤供給装置、５…第２貯留槽、６…第２攪拌装置、７…高分子凝集剤供給装置
【図１】
2011088051.tif 000003
【図２】
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