(57)【要約】    【課題】  水産加工廃水や食品加工廃水のように除去しにくい水溶性タンパク質を含む廃水を、簡便な装置を用いて短時間に浄化処理することのできるタンパク質含有廃水処理方法を提供すること。    【解決手段】  タンパク質含有廃水処理方法は、水溶性タンパク質を含有している廃水１を処理するために、廃水１を所定ｐＨに調整するｐＨ調整過程Ｐ１と、ｐＨ調整過程Ｐ１を経た廃水３にマイクロバブル（ＭＢ）を発生させるＭＢ発生過程Ｐ２と、ＭＢの発生を停止して廃水を静置する静置過程Ｐ３とを備えている構成である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水溶性タンパク質を含有している廃水（以下「廃水」）を処理する方法であって、該廃水を所定ｐＨに調整するｐＨ調整過程と、該ｐＨ調整過程を経た該廃水にマイクロバブル（以下「ＭＢ」）を発生させるＭＢ発生過程と、ＭＢの発生を停止して該廃水を静置する静置過程とを備えてなり、これにより該水溶性タンパク質が分離される、タンパク質含有廃水処理方法。
【請求項２】
前記ＭＢ発生過程とその後の静置過程は複数回なされることを特徴とする、請求項１に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項３】
水溶性タンパク質以外の除去対象成分を分離するための、前記ｐＨ調整過程を伴わないＭＢ発生過程が設けられていることを特徴とする、請求項１または２に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項４】
前記ｐＨ調整過程を伴わないＭＢ発生過程は一回または複数回設けられ、その後に前記ｐＨ調整過程、ＭＢ発生過程が設けられていることを特徴とする、請求項３に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項５】
前記廃水中の除去対象成分が成分ごとに分離されることを特徴とする、請求項３または４に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項６】
前記ｐＨ調整過程は前記廃水に酸を添加してｐＨ２以上４以下に調整する過程であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項７】
前記ｐＨ調整過程は前記廃水に酸を添加してｐＨ３．７以上４以下に調整する過程であることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項８】
前記酸として酢酸を用いることを特徴とする、請求項６または７に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項９】
旋回流型ＭＢ発生装置を用いて行うことを特徴とする、請求項１ないし８のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項１０】
前記ＭＢ発生過程においては、旋回軸に交わる方向から外部空気が入れられることを特徴とする、請求項９に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項１１】
前記ＭＢ発生過程と前記静置過程とのなされる水槽を複数備えた装置により行うことを特徴とする、請求項１ないし１０のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項１２】
水産加工廃水または食品加工廃水に対して行われることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【請求項１３】
請求項１ないし１２のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法による廃水中の除去対象成分の分離を一次処理とし、その後所定の事後処理を行って該廃水を浄化する、廃水浄化方法。
【請求項１４】
水溶性タンパク質を含有している廃水（以下「廃水」）を後記ＭＢ発生部に供給する給水部と、該給水部から供給された該廃水にマイクロバブル（以下「ＭＢ」）を発生させる一または複数のＭＢ発生部と、該ＭＢ発生部における処理後の処理水を排出する排水部とを備えてなる廃水処理システムであって、該ＭＢ発生部では酸によりあらかじめｐＨ調整された該廃水に対しＭＢ発生処理がなされ、またＭＢ発生と静置とのサイクルを複数回実施可能なように設定されていることを特徴とする、廃水処理システム。
【請求項１５】
水溶性タンパク質を含有している廃水（以下「廃水」）を後記ＭＢ発生部に供給する給水部と、該給水部から供給された該廃水にマイクロバブル（以下「ＭＢ」）を発生させる一または複数のＭＢ発生部と、該ＭＢ発生部における処理後の処理水を排出する排水部とを備えてなる廃水処理システムであって、該廃水をｐＨ調整するための酸供給部が該給水部または該ＭＢ発生部に設けられ、またＭＢ発生と静置とのサイクルを複数回実施可能なように設定されていることを特徴とする、廃水処理システム。
【請求項１６】
前記ＭＢ発生部においては、旋回軸に交わる方向から外部空気が入れられることを特徴とする、請求項１４または１５に記載の廃水浄化システム。
【請求項１７】
水産加工廃水または食品加工廃水用であることを特徴とする、請求項１４ないし１６のいずれかに記載の廃水浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタンパク質含有廃水処理方法、廃水浄化方法および廃水処理システムに係り、特に、簡便な装置を用いて短時間に廃水を浄化することができ、殊に、従来は除去しにくかった水溶性タンパク質を除去することのできる、タンパク質含有廃水処理方法、廃水浄化方法および廃水処理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水産加工品の加工工程からは、ほとんど例外なく原料の約５０％の魚滓と原料魚１ｔｏｎあたり１５〜２５ｍ３に達する大量の処理廃水が排出される。その一般的な性状は、魚肉片、内蔵片などの固形タンパク質、ならびに水溶性タンパク質などを主とした有機成分、脂肪などの油分、魚肉片、内蔵片などの浮遊物質（ＳＳ）成分を高濃度で含有しており、変質や腐敗が発生しやすく、悪臭が強いことが特徴である。
【０００３】
現在の一般的な廃水処理法は、固形分や油分を加圧浮上した１次処理水を活性汚泥により２次処理する、というものである。しかし、タンパク質・油分が高濃度であること、および加工魚種、加工量が日や季節により異なることによる汚濁成分の激しい変動が、効果的な廃水処理を困難にしている。たとえばある水産加工会社では、設計廃水処理量５０ｔｏｎ／ｄａｙの活性汚泥処理装置において、実際には１２ｔｏｎ／ｄａｙの処理能力しか発揮できていない例もあるが、これは決して特殊な例ではなく、全国的に共通する問題である。また、２４時間稼働している曝気ブロアーのエネルギー消費量や、２次処理後の余剰汚泥等の廃棄物処理にかかる総合的なコスト増大も、課題となっている。
【０００４】
廃水処理技術に関しては従来から技術的提案がなされている。このうち特許文献１には、微生物を絶えず注入するような手間をかけずに汚水処理槽中の油含有汚水に含まれる廃食用油脂を効率よく微生物学的処理することを目的として、油分解性能の高い酵母Ｃａｎｄｉｄａ  ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａをセルロース系多孔質担体に含有させ、これを不織布製の袋に入れたものを汚水処理層に投入し、かつ通常のエアレーションに代えてマイクロバブル発生装置を併用する技術が開示されている。
【０００５】
また特許文献２には、難分解性有機物を含有する米加工廃水から窒素とリンを除去する技術として、オゾンマイクロバブルを生成する手段と、オゾンマイクロバブルにより米加工廃水中の難分解性有機物を低分子化する前処理槽と、リン蓄積細菌等の存在下で米加工廃水を嫌気性処理、好気性処理、無酸素処理の順に処理して米加工廃水中の窒素とリンを除去する反応槽とを備えた装置が開示されている。
【０００６】
また特許文献３には、廃水中の油脂系汚濁物質を酸化分解し低減化する技術として、有機性汚濁物質が含有されている廃水内に配置した酸化触媒にマイクロバブルを供給して接触させる方法が、特許文献４には、余剰汚泥の低減と効率的な廃水処理方法として、マイクロバブル発生手段とキャビテーション技術、および放電方式を併用した構成が、それぞれ開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２２５８６号公報「酵母による油含有廃水処理システム」
【特許文献２】特開２０１１−１９４３７３号公報「米加工廃水の処理方法及び装置」
【特許文献３】特開２００７−２６８４６９号公報「廃水処理方法及びその装置」（拒絶査定）
【特許文献４】特開２００３−２４５６６２号公報「廃水処理システム」（未審査請求によるみなし取下げ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
さて、水産加工や食品加工の廃水処理における１次処理や２次処理で使用される長時間の曝気は、大まかな固形分と油分の分離、および廃水中の溶存酸素量を飽和状態にすることによって、活性汚泥層内の微生物による有機成分分解を安定化させることを目的としている。しかし、現在の曝気システムでは気泡サイズが大きく、気液界面への浮上速度が速いため、発生させた気泡の９０％程度が大気中に放散されているのが現状である。
【０００９】
そこで、水中浮上速度が遅く、気泡内部ガスの高い溶解性を持つマイクロバブル（ＭＢ）の利用が効果的と考えられ、前掲各特許文献にも同技術の利用が言及、開示されている。しかしこれらは、廃食用油脂や油脂系汚濁物質、あるいは米加工廃水中の窒素やリンを除去することを目的とした技術であり、固形タンパク質、水溶性タンパク質、さらに魚肉片や内蔵片などの浮遊物質（ＳＳ）成分を高濃度に含有している水産加工廃水の処理を、効率よく行えるものではない。
【００１０】
本願が解決しようとする課題は、かかる従来技術の問題を踏まえ、水産加工廃水や食品加工廃水のように除去しにくい水溶性タンパク質を含む廃水を、簡便な装置を用いて短時間に浄化処理することのできるタンパク質含有廃水処理方法、廃水浄化方法および廃水処理システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明者らはこれらの課題を解決すべく鋭意検討を行ったところ、酢酸を添加することにより水溶性タンパク質の除去が可能となること、ＭＢ発生と停止の運転サイクルを繰り返すことで浄化処理効率が上がることを見出し、これにより上記課題を解決できることに想到した。そしてかかる着想を基礎として本発明の完成に至った。すなわち、上記課題を解決するための手段として本願で特許請求される発明、もしくは少なくとも開示される発明は、以下のとおりである。
【００１２】
〔１〕  水溶性タンパク質を含有している廃水（以下「廃水」）を処理する方法であって、該廃水を所定ｐＨに調整するｐＨ調整過程と、該ｐＨ調整過程を経た該廃水にマイクロバブル（以下「ＭＢ」）を発生させるＭＢ発生過程と、ＭＢの発生を停止して該廃水を静置する静置過程とを備えてなり、これにより該水溶性タンパク質が分離される、タンパク質含有廃水処理方法。
〔２〕  前記ＭＢ発生過程とその後の静置過程は複数回なされることを特徴とする、〔１〕に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔３〕  水溶性タンパク質以外の除去対象成分を分離するための、前記ｐＨ調整過程を伴わないＭＢ発生過程が設けられていることを特徴とする、〔１〕または〔２〕に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【００１３】
〔４〕  前記ｐＨ調整過程を伴わないＭＢ発生過程は一回または複数回設けられ、その後に前記ｐＨ調整過程、ＭＢ発生過程が設けられていることを特徴とする、〔３〕に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔５〕  前記廃水中の除去対象成分が成分ごとに分離されることを特徴とする、〔３〕または〔４〕に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔６〕  前記ｐＨ調整過程は前記廃水に酸を添加してｐＨ２以上４以下に調整する過程であることを特徴とする、〔１〕ないし〔５〕のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔７〕  前記ｐＨ調整過程は前記廃水に酸を添加してｐＨ３．７以上４以下に調整する過程であることを特徴とする、〔１〕ないし〔５〕のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【００１４】
〔８〕  前記酸として酢酸を用いることを特徴とする、〔６〕または〔７〕に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔９〕  旋回流型ＭＢ発生装置を用いて行うことを特徴とする、〔１〕ないし〔８〕のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔１０〕  前記ＭＢ発生過程においては、旋回軸に交わる方向から外部空気が入れられることを特徴とする、〔９〕に記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔１１〕  前記ＭＢ発生過程と前記静置過程とのなされる水槽を複数備えた装置により行うことを特徴とする、〔１〕ないし〔１０〕のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
【００１５】
〔１２〕  水産加工廃水または食品加工廃水に対して行われることを特徴とする、〔１〕ないし〔１１〕のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法。
〔１３〕  〔１〕ないし〔１２〕のいずれかに記載のタンパク質含有廃水処理方法による廃水中の除去対象成分の分離を一次処理とし、その後所定の事後処理を行って該廃水を浄化する、廃水浄化方法。
〔１４〕  水溶性タンパク質を含有している廃水（以下「廃水」）を後記ＭＢ発生部に供給する給水部と、該給水部から供給された該廃水にマイクロバブル（以下「ＭＢ」）を発生させる一または複数のＭＢ発生部と、該ＭＢ発生部における処理後の処理水を排出する排水部とを備えてなる廃水処理システムであって、該ＭＢ発生部では酸によりあらかじめｐＨ調整された該廃水に対しＭＢ発生処理がなされ、またＭＢ発生と静置とのサイクルを複数回実施可能なように設定されていることを特徴とする、廃水処理システム。
【００１６】
〔１５〕  水溶性タンパク質を含有している廃水（以下「廃水」）を後記ＭＢ発生部に供給する給水部と、該給水部から供給された該廃水にマイクロバブル（以下「ＭＢ」）を発生させる一または複数のＭＢ発生部と、該ＭＢ発生部における処理後の処理水を排出する排水部とを備えてなる廃水処理システムであって、該廃水をｐＨ調整するための酸供給部が該給水部または該ＭＢ発生部に設けられ、またＭＢ発生と静置とのサイクルを複数回実施可能なように設定されていることを特徴とする、廃水処理システム。
〔１６〕  前記ＭＢ発生部においては、旋回軸に交わる方向から外部空気が入れられることを特徴とする、〔１４〕または〔１５〕に記載の廃水浄化システム。
〔１７〕  水産加工廃水または食品加工廃水用であることを特徴とする、〔１４〕ないし〔１６〕のいずれかに記載の廃水浄化システム。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のタンパク質含有廃水処理方法、廃水浄化方法および廃水処理システムは上述のように構成されるため、これによれば、水産加工廃水や食品加工廃水のように除去しにくい水溶性タンパク質を含む廃水を、簡便な装置を用いて短時間に浄化処理することができる。特に本発明によれば、本来除去しにくい水溶性タンパク質を簡便かつ効率よく分離でき、水産加工場や食品加工場の廃水の浄化処理に高い効果がある。
【００１８】
また、ＭＢ発生と停止の運転サイクルを繰り返す本発明廃水処理方法等によれば、連続処理が可能となり、処理効率がさらに向上する。また水槽を複数備えた方法やシステムとすることで、かかる効果はさらに増す。また、ＭＢ発生過程とｐＨ調整過程の構成をアレンジすることによって、廃水中の成分を分離して処理することも本発明では可能である。また、ＭＢ発生装置において横から外部空気を入れる構成とする本発明によれば、安定したＭＢ発生やＭＢサイズの制御をしやすく、処理能力をより向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明タンパク質含有廃水処理方法の基本構成を示すフロー図である。
【図２】本発明タンパク質含有廃水処理方法の基本構成を示す別のフロー図である。
【図３】本発明の廃水処理システムの基本構成を示す概念図である。
【図４】本発明の廃水処理システムの別の構成を示す概念図である。
【図５】実施例に係る廃水浄化装置の概略を示す説明図である。
【図６】図５の廃水浄化装置に用いたマイクロバブル発生器（ＭＢＧ）の概略を示す説明図である。
【図７】Ｓａｍｐｌｅ  Ａ（左）、同Ｂ（右）のＭＢ処理前後の状態を示す写真である。
【図８】実施例のＢＯＤ測定結果とその考察をまとめた図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明について、図面も用いつつさらに詳細に説明する。
図１は、本発明タンパク質含有廃水処理方法の基本構成を示すフロー図である。図示するように本フローは、水溶性タンパク質を含有している廃水（廃水）１を処理するために、廃水１を所定ｐＨに調整するｐＨ調整過程Ｐ１と、ｐＨ調整過程Ｐ１を経た廃水３にマイクロバブル（ＭＢ）を発生させるＭＢ発生過程Ｐ２と、ＭＢの発生を停止して廃水を静置する静置過程Ｐ３とを備えていることを、主たる構成とする。
【００２１】
かかる構成により本発明の処理方法によれば、廃水１はフロー中のｐＨ調整過程Ｐ１において所定ｐＨに調整され、ｐＨ調整過程Ｐ１を経た廃水３はＭＢ発生過程Ｐ２においてＭＢが発生させられ、ついで静置過程Ｐ３においてＭＢの発生が停止せしめられて廃水が静置され、かかる過程を経ることによって、廃水１からこれに含有されていた水溶性タンパク質が容易にかつ効率よく分離され、分離後の廃水（処理水）５となる。
【００２２】
ＭＢは、水中に存在する疎水性物質を界面に吸着する効果を持つ。水中において不安定な状態で存在する疎水性物質は、ＭＢ界面に疎水基を向けて吸着する。ＭＢ表面には疎水性物質により分子膜が形成され、気泡の崩壊が抑制される。その結果、ＭＢによる水中からの疎水性物質の浮上分離が可能となる。
【００２３】
ＭＢを廃水処理設備に利用することで、処理設備の小型・低電力化および１次処理水中のＳＳ成分（魚肉片や内蔵片などの浮遊物質成分）と油分の浮上分離による２次処理での余剰汚泥削減と、総合的な廃水処理費用の低減ができる設備の設計が可能となる。
【００２４】
かかる設備設計のための第一段階として、ＭＢの特性である疎水性物質の集積、水中浮遊物質ＳＳの吸着効果を利用し、廃水中の固形・水溶性タンパク質と油分を浮上分離させられれば、１次処理水の水質を安定化することができる。本発明はこのような見通しの下なされたものであり、水中における水溶性タンパク質の疎水性基とＭＢの反応機会を増大させるために、ｐＨ調整過程Ｐ１を設けたものである。
【００２５】
したがって、本発明に係るｐＨ調整過程Ｐ１においては、多くは内部に埋もれた状態となっている疎水性基を表面に露出させる程度に水溶性タンパク質を変性させるべく、ｐＨが調整される。この場合、ｐＨを適宜の酸性に調整することで、容易に目的を達成できる。たとえば廃水に酸を添加してｐＨ２以上４以下に調整する、あるいはｐＨ３．７以上４以下に調整すればよい。添加する酸としては、酢酸その他適宜のものを用いることができ、酸の種類に限定されないが、酢酸は好適に使用できるものの一つである。
【００２６】
図に破線で示したように、本発明のタンパク質含有廃水処理方法においては、ＭＢ発生過程Ｐ２とその後の静置過程Ｐ３は複数回なされるものとすることができる。つまり、これらＭＢ発生過程Ｐ２−静置過程Ｐ３を１サイクルとして、これを２サイクル以上行うものとすることができる。従来のＭＢ利用技術では、マイクロサイズあるいはナノサイズのバブルを長時間継続的に発生させることを重要視する傾向がうかがえる。
【００２７】
しかし本発明においては、ＭＢ発生と停止の運転サイクルを１回以上繰り返すことが、除去しにくい水溶性タンパク質を含む廃水を簡便な装置により短時間に浄化処理するという発明目的のより高度な達成のために有用であることが確認されている。なお、サイクルの繰り返し回数や、各過程Ｐ２、Ｐ３の実施時間は、特に限定されない。
【００２８】
図２は、本発明タンパク質含有廃水処理方法の基本構成を示す別のフロー図である。図示するように本処理方法は、水溶性タンパク質を含有している廃水（廃水）１１を処理するために、廃水１１を所定ｐＨに調整するｐＨ調整過程Ｐ１１と、ｐＨ調整過程Ｐ１１を経た廃水１３にマイクロバブル（ＭＢ）を発生させるＭＢ発生過程Ｐ１２と、ＭＢの発生を停止して廃水を静置する静置過程Ｐ１３とを備えた構成に加え、フロー中に、ｐＨ調整過程を伴わないＭＢ発生過程Ｐ１０（先行ＭＢ発生過程）が設けられていることを特徴とする。
【００２９】
かかる構成により本発明の処理方法によれば、廃水１１はまずｐＨ調整過程を伴わないＭＢ発生過程Ｐ１０（先行ＭＢ発生過程）においてＭＢが発生させられ、これにより廃水１１中から水溶性タンパク質以外の除去対象成分の分離がされ、先行ＭＢ発生過程Ｐ１０での処理後の廃水（先行ＭＢ処理後廃水）１２はｐＨ調整過程Ｐ１１において所定ｐＨに調整され、ｐＨ調整過程Ｐ１１を経た廃水１３はＭＢ発生過程Ｐ１２において再度ＭＢが発生させられ、ついで静置過程Ｐ１３においてＭＢの発生が停止せしめられて廃水が静置され、かかる過程を経ることによって、廃水１１からこれに含有されていた水溶性タンパク質が容易にかつ効率よく分離され、分離後の廃水（処理水）１５となる。
【００３０】
図に破線で示したように、本発明のタンパク質含有廃水処理方法においては、ＭＢ発生過程Ｐ１２とその後の静置過程Ｐ１３は複数回なされるものとすることができる。つまり、これらＭＢ発生過程Ｐ１２−静置過程Ｐ１３を１サイクルとして、これを２サイクル以上行うものとすることができることは、図１により説明した処理方法と同様である。また、ｐＨ調整過程を伴わない先行ＭＢ発生過程Ｐ１０も、図示するように一回または複数回行うものとすることができる。
【００３１】
図２に示した構成の本発明処理方法によれば、廃水１１中の除去対象成分を成分ごとに分離して処理することが可能となる。たとえば、除去しにくい水溶性タンパク質を含む廃水である水産加工廃水や食品加工廃水には、油分、ＳＳ（浮遊物質）分、水溶性タンパク質という三種類の除去対象成分があるが、既に述べたように、ｐＨ調整過程Ｐ１１はこのうちの水溶性タンパク質の除去を目的とするものである。そこで、本廃水処理方法の実施方法として、たとえば下記のような運転サイクルにて実施することができる。
【００３２】
１）１回目のＭＢ発生
先行ＭＢ発生過程Ｐ１０にて行う。これにより油分および少なくとも一部のＳＳ分を分離除去する。
２）２回目ＭＢ発生
再度の先行ＭＢ発生過程Ｐ１０にて行う。これによりＳＳ分を分離除去する。
３）３回目のＭＢ発生
先行ＭＢ処理後廃水１２をｐＨ調整過程Ｐ１１において所定ｐＨに調整し、ｐＨ調整過程Ｐ１１を経た廃水１３をＭＢ発生過程Ｐ１２に（および静置過程Ｐ１３）に供する。これにより水溶性タンパク質を分離除去する。
【００３３】
本発明のタンパク質含有廃水処理方法は従来公知の適宜のＭＢ発生装置、ＭＢ発生方式を用いて行うことができ、具体的な装置や方式に限定されるものではない。それよりも上述のとおり、ＭＢ発生と停止の運転サイクルを１回以上繰り返すことが、除去しにくい水溶性タンパク質を含む廃水を簡便な装置により短時間に浄化処理する上で有効であり、これはたとえばＭＢ発生方式が旋回流方式でなくても同様である。しかしながら本発明では、ＭＢ発生方式・装置を、旋回流型ＭＢ発生装置を用いて行うものとしてもよい。かかる装置は構成が簡易であって運転方法も簡単であり、また一般的な装置であるため導入容易である。処理対象の廃水を入れる水槽の仕様や数、ＭＢ発生機構の仕様、その他装置の具体的な仕様については特に限定されず、従来公知のいずれの装置・方式であっても本発明に用いることができる。
【００３４】
なお本発明処理方法では、ＭＢ発生過程Ｐ２等において、旋回軸に交わる方向から、あるいはより望ましくは旋回流に対して側方向から、外部空気が入れられるようにするものとすることができる。
かかる方式とすることにより、次の効果が期待できる。
１）旋回流を形成している廃水に対して旋回軸に交わる方向（あるいは旋回流に対して側方向）から空気を入れることで、空気を水の中に均等に分散させることができる。
２）水中の溶存ガス（空気）が均一に分散されることにより、ＭＢを安定的に発生させることができる。
【００３５】
従来の旋回流型ＭＢ発生装置・方式のように、旋回軸と同軸で、つまり旋回流を形成している中央真下から空気を入れた場合、発生するＭＢのサイズが大きくなってしまう。しかし、本発明に係る上記方式によれば、発生するＭＢサイズを制御しやすくなり、上述の効果を得ることができる。したがってかかる効果を得るために本発明に係る旋回流型ＭＢ発生装置においては、側面より圧をかけて空気を水槽内に入れる構造を設けたものとすることができる。なお、側面より圧をかけて空気を水槽内に入れる構造を備えた旋回流型ＭＢ発生装置自体もまた、その用途に関わらず、本発明の範囲内である。
【００３６】
また、本発明処理方法において用いるＭＢ発生装置は、ＭＢ発生過程Ｐ２等と静置過程Ｐ３等とがなされる水槽を複数備えたものとすることができる。かかる構成により廃水１等の連続処理が可能となり、処理効率・処理速度を高めることができ、処理能力を高めることができる。なおたとえば、水槽を２基、４基のように２の倍数基備えることにより、ＭＢ発生過程Ｐ２等と静置過程Ｐ３等を同時に同数運転させることができる。しかし、奇数基であってもよい。
【００３７】
本発明のタンパク質含有廃水処理方法を水産加工廃水または食品加工廃水に対して適用すれば、これらの廃水中の除去対象成分の分離除去、殊に従来除去しにくかった水溶性タンパク質の分離除去を、簡便かつ短時間で行うことができる。かかる処理を一次処理とし、その後所定の事後処理を行うことによって、これら廃水を最終的に浄化することができる。かかる廃水浄化方法もまた、本発明の範囲内である。
【００３８】
図３は、本発明の廃水処理システムの基本構成を示す概念図である。図示するように本廃水処理システム１００は、水溶性タンパク質を含有している廃水（廃水）をＭＢ発生部５０に供給する給水部３０と、給水部３０から供給された廃水にマイクロバブル（ＭＢ）を発生させる一または複数のＭＢ発生部５０と、ＭＢ発生部５０における処理後の処理水を排出する排水部８０とを備えてなり、ＭＢ発生部５０では酸によりあらかじめｐＨ調整された廃水に対しＭＢ発生処理がなされ、またＭＢ発生と静置とのサイクルを複数回実施可能なように設定されていることを、基本構成とする。なお給水部３０には廃水の流通する流路のみならず、最上流の貯水部からＭＢ発生部５０直前までをも含む場合があるものとする。
【００３９】
かかる構成により本廃水処理システム１００では、給水部３０において水溶性タンパク質を含有している廃水がＭＢ発生部５０に供給され、ＭＢ発生部５０において給水部３０から供給された廃水にＭＢが発生させられ、ＭＢ発生部５０における処理後の処理水は排水部８０から排出されるが、ＭＢ発生部５０では酸によりあらかじめｐＨ調整された廃水に対しＭＢ発生処理がなされる。
【００４０】
ここでｐＨ調整は、給水部３０中に廃水がある段階でなされていてもよいし、またＭＢ発生部５０においてＭＢ発生処理の前になされることとしてもよい。またＭＢ発生部５０においては、ＭＢ発生と静置とのサイクルが複数回実施されるものとすることもできる。またＭＢ発生部５０が複数設けられる廃水処理システムの場合には、処理能力をより高めることができる。
【００４１】
図４は、本発明の廃水処理システムの別の構成を示す概念図である。図示するように本廃水処理システム２１００は、水溶性タンパク質を含有している廃水（廃水）をＭＢ発生部２５０に供給する給水部２３０と、給水部２３０から供給された廃水にＭＢを発生させる一または複数のＭＢ発生部２５０と、ＭＢ発生部２５０における処理後の処理水を排出する排水部２８０とを備えてなり、廃水をｐＨ調整するための酸供給部２４０が給水部２３０またはＭＢ発生部２５０に設けられ、またＭＢ発生と静置とのサイクルを複数回実施可能なように設定されていることを、主たる構成とする。なお図では酸供給部２４０がＭＢ発生部２５０に設けられた例を示す。
【００４２】
かかる構成により本廃水処理システム２１００では、給水部２３０において水溶性タンパク質を含有している廃水がＭＢ発生部２５０に供給されるが、廃水は給水部２３０またはＭＢ発生部２５０に設けられた酸供給部２４０によってｐＨ調整のされた状態でＭＢ発生部２５０におけるＭＢ発生処理がなされ、処理後の処理水は排水部２８０から排出される。なおＭＢ発生部２５０におけるＭＢ発生と静置とのサイクル回数、ＭＢ発生部２５０の設置数については、先の例（システム１００）と同様である。
【００４３】
なお酸供給部２４０は、これを給水部２３０に設けた場合には、廃水はＭＢ発生部２５０に供給される前にｐＨ調整されることとなり、一方ＭＢ発生部２５０に設けた場合には、廃水はＭＢ発生部２５０に入れられた後でｐＨ調整されることになる。また、酸供給部２４０を給水部２３０に設ける場合、上述のとおり給水部２３０には廃水の流通する流路のみならず、最上流の貯水部からＭＢ発生部２５０直前までを全て含む場合があるため、貯水部に酸供給部２４０を設ける場合も、当然ながら酸供給部２４０を給水部２３０に設ける場合として含まれる。
【００４４】
以上説明した本発明の廃水処理システム１００等においては、既に述べた本発明廃水処理方法を全て行うことができる。したがって、除去対象の各成分を分けて除去する方式、旋回流型ＭＢ発生方式を好適に使用可能であること、またこの場合ＭＢ発生部において旋回軸に交わる方向から外部空気を入れる方式としてもよいことなど、全て本発明の廃水処理システム１００等においても可能である。また、本システム１００等が水産加工廃水または食品加工廃水用に好適に使用可能であることもいうまでもない。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明はかかる実施例に限定されるものではない。
＜実施例  廃水浄化装置による廃水処理について＞
Ａ．廃水浄化装置の基本構成
図５は、実施例に係る廃水浄化装置の概略を示す説明図である。装置は、直径φ＝２８０ｍｍ、高さｈ＝２ｍ、最大内容量１２３Ｌのアクリル円筒容器２本を用いて構成した。円筒容器下部に旋回流型ＭＢ発生装置（ＭＢＧ）を設置している。ＭＢＧには、Ａｉｒ  ｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒが取り付けてあり、外部空気を一定量供給し、時間経過に依存せず、常に安定的なＭＢ発生量を得られる。円筒容器内の試料水は容器下部側面の４つの流路からポンプを通り、円筒容器下部に取り付けられたマイクロバブル発生器（ＭＢＧ）から回流する。
【００４６】
図６は、図５の廃水浄化装置に用いたマイクロバブル発生器（ＭＢＧ）の概略を示す説明図である。ＭＢＧ内は３重構造になっている。ＭＢＧ内では円筒内壁面に沿うように旋回流が発生し、ＭＢＧ内中心に空気カラムが発生する。この空気カラムは、ＭＢＧ底面に取り付けたオリフィスを通過する際にせん断されＭＢを生成する。なお、外部空気は旋回流の側方向から取り込む。これにより、空気を水の中に均等に分散させ、ＭＢを安定的に発生させることができる
【００４７】
Ｂ．装置運転条件
下記の手順で装置を運転することとした。
１）廃水（廃液）のｐＨが２≦ｐＨ≦４の範囲内に入るように酢酸を添加する。なお、最適ｐＨは３．７〜４である。
２）旋回流型ＭＢ発生装置の内圧が０．３〜０．６ＭＰａの範囲に入るように、ポンプ流量を調整する。なお、最適圧は０．４ＭＰａである。
３）旋回流型ＭＢ発生装置の側面より、外部空気を０．５〜１．５Ｌ／ｍｉｎ供給する。このとき、外部空気を供給するための孔経を０．３〜１．０ｍｍとする。なお、最適流量は１．０Ｌ／ｍｉｎ、最適孔経は０．５ｍｍである。
４）上記条件で、１５〜３０分間、ＭＢを発生させる。
５）その後ポンプを停止し、１０〜３０分間、静置する。
６）  ４）、５）の操作を数回繰り返す。
【００４８】
ところで、上述の内圧や空気供給条件等は、ＭＢＧのサイズ等によって変わり得るものである。つまり全体の装置サイズ等によって、それに合った条件を試験し、設定すればよい。
【００４９】
Ｃ．試料
下記２種類の水産加工廃水を、廃水浄化装置を用いた廃水処理試験に供した。  Ｓａｍｐｌｅ  Ａ：しめ鯖製造時に鯖の切り身を漬け込んだ漬け込み液。塩分濃度６〜８％の塩水に鯖肉片の固形タンパク質、水溶性タンパク質および鯖から出た油脂が混在している廃液である。
Ｓａｍｐｌｅ  Ｂ：多種の魚介類を解体した魚肉タンパク質、水溶性タンパク質、血液、油脂等が混在している、塩分濃度３〜４％の総合廃水である。
【００５０】
いずれの試料も、廃水（廃液）１００Ｌに対し酢酸２００ｍｌを添加してｐＨ調整し、これをＭＢ発生処理に供した。なおいずれの試料に対しても、ＭＢの発生−静置サイクルを２回以上行い、Ｓａｍｐｌｅ  Ａは合計６０分間、Ｓａｍｐｌｅ  Ｂは合計９０分間の処理を行った。
【００５１】
Ｄ．分析方法
各試料につき、装置でのＭＢ発生処理前と処理後において、ＪＩＳ規格の試験法に基づき、下記項目による水質分析を行った。
・浮遊物質（ＳＳ）
・ノルマルヘキサン抽出物（ｎ−Ｈｅｘ）
・ＣＯＤ
・ＢＯＤ  濾過しない廃水試料、およびガラス濾紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ（登録商標）ＧＡ−１００）で濾過した後の廃水試料について、測定した。
【００５２】
Ｅ．実験結果と考察
図７は、Ｓａｍｐｌｅ  Ａ（左）、Ｂ（右のＭＢ処理前後の状態を示す写真である。また、表１にＳａｍｐｌｅ  Ａ、Ｂそれぞれの水質汚濁の分析結果を示す。本実施例装置を用いたＭＢ処理後は、両試料ともＳＳが９５％以上減少していた。さらにｎ−Ｈｅｘはいずれの試料とも１ｍｇ／Ｌ未満まで減少していた。つまり、廃水中の油分を完全に浮上分離させることができた。またＣＯＤは、両試料とも、ＭＢ処理によって基準値以下まで減少していた。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
またＢＯＤについては、ＭＢ処理前は濾過により減少した。このことから、廃水中のＢＯＤ成分としては、固形成分より水溶性成分が多く含まれていることがわかった。一方、ＭＢ処理後の廃水については、いずれの試料においても濾過前後で変化がなかった。したがって、ＢＯＤ成分は全て水溶性有機物であることがわかった。なおこれらの値（２４００ｍｇ／Ｌ）は、添加した酢酸量のＢＯＤ値と一致した。このことから、いずれの試料においても、廃水中に当初から存在していた水溶性有機物質は、ＭＢ処理によって完全に除去できたことが明らかとなった。図８に、ＢＯＤ測定結果とその考察をまとめた図を示す。
【００５５】
以上より、ＭＢ処理前の廃水中に含まれる有機物（ＳＳ、油分ｎ−Ｈｅｘ）は、本発明に係る方法・装置によってほぼ完全に浮上分離され、処理後の廃水は図７、８に示したとおり透明度の高いものとなった。特に油分については、その含有量によらずほぼ全量を分離除去することができた。処理後の廃水中には酢酸が残留しているものと考えられた。酢酸はＫＭｎＯ４法によるＣＯＤでは分解率が７％と低かったため、ＭＢ処理後のＣＯＤ成分は還元性無機物と考えられた。
【００５６】
本実施例で効果の確認された、ＭＢ処理による油分・ＳＳの浮上分離処理方法を一次処理とすることで、後続の二次処理（微生物による有機物質分解）、三次処理（余剰汚泥処理）の負担、殊に二次処理の負担を十分に軽減できるものと考えられた。また、本発明に係る一次処理においては、ＭＢＧの内部構造、内部圧力、外部空気供給量など装置運転条件の設定が重要であると考えられた。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明のタンパク質含有廃水処理方法、廃水浄化方法および廃水処理システムによれば、水産加工廃水や食品加工廃水のように除去しにくい水溶性タンパク質を含む廃水を、簡便な装置を用いて短時間に浄化処理することができる。したがって、水産加工、食品加工、水処理設備・施設、その他関連する産業分野において、利用性が高い発明である。
【符号の説明】
【００５８】
１、１１…水溶性タンパク質を含有している廃水（廃水）
３、１３…ｐＨ調整過程を経た廃水
５、１５…水溶性タンパク質が分離された後の廃水（処理水）
１２…先行ＭＢ発生過程Ｐ１０での処理後の廃水（先行ＭＢ処理後廃水）
３０、２３０…給水部
５０、２５０…ＭＢ発生部
８０、２８０…排水部
１００、２１００…廃水処理システム
２４０…酸供給部
Ｐ１、Ｐ１１…ｐＨ調整過程
Ｐ２、Ｐ１２…ＭＢ発生過程
Ｐ３、Ｐ１３…静置過程
Ｐ１０…ｐＨ調整過程を伴わないＭＢ発生過程（先行ＭＢ発生過程）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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