(57)【要約】【課題】洗浄排水を効果的に処理及び回収して再利用でき、環境保護とともに，処理コストの削減を図った洗浄排水の処理方法を提供する。【解決方法】有機酸を殺菌剤として含む洗浄排水を還元中和濾材槽に供給し、該還元中和濾材槽を通過した還元中和水に前記洗浄排水の一部を混合し、該混合水を逆浸透膜分離装置に供給して透過液と凝縮液に分離し、分離された透過液に残留するイオン性物質を除去して洗浄水として回収し、再利用する洗浄排水の処理方法であり、好ましくは、前記還元中和濾材槽内の濾材がサンゴ化石と活性炭との混合物からなる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機酸を殺菌剤として含む洗浄排水を還元中和濾材槽に供給し、該還元中和濾材槽を通過した還元中和水に前記洗浄排水の一部を混合し、該混合水を逆浸透膜分離装置に供給して透過液と濃縮液に分離し、分離された透過液に残留するイオン性物質を除去して洗浄水として回収し、再利用することを特徴とする洗浄排水の処理方法。
【請求項２】
前記還元中和濾材槽内の濾材がサンゴ化石と活性炭との混合物であることを特徴とする請求項１に記載の洗浄排水の処理方法。
【請求項３】
有機酸を殺菌剤として含む洗浄排水が供給される還元中和濾材槽と、前記洗浄排水の一部を前記還元中和濾材槽を通過した還元中和水に混合させるためのバイパス管路と、前記還元中和水と前記洗浄排水の一部との混合水が供給される逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置で分離された透過液が供給されて該透過液に残留するイオン性物質が除去されるイオン交換装置と、を備えてなる洗浄排水の処理装置。
【請求項４】
前記還元中和濾材槽内の濾材がサンゴ化石と活性炭との混合物である請求項３に記載の洗浄排水の処理装置。
【請求項５】
前記逆浸透膜分離装置への混合水の供給路に膜閉塞物質除去用フィルターを設けたことを特徴とする請求項３または４に記載の洗浄排水の処理装置。
【請求項６】
前記還元中和濾材槽及び前記バイパス管路への洗浄排水の供給路に懸濁物除去用フィルターを設けた請求項３、４または５に記載の洗浄排水の処理装置。
【請求項７】
前記膜閉塞物質除去用フィルターへの混合水の供給路に調整槽を設けた請求項５または６に記載の洗浄排水の処理装置。
【請求項８】
前記イオン交換装置への前記透過液の供給路に補給水供給管が連結された透過液貯槽を設けた請求項３、４、５、６または７に記載の洗浄排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、洗浄排水の処理方法及びその装置、好ましくは、飲料容器のペットボトル、びん、缶などの洗浄排水の処理方法及びその装置に関し、洗浄排水の再利用を特徴とする。
【０００２】
【従来の技術】
最近、ペットボトル、びん、缶などの飲料の需要拡大に伴い、飲料の無菌充填設備の新設あるいは増設が行われている。そして前記飲料の無菌充填設備では、飲料容器の洗浄に大量の洗浄水とともに、過酸化水素、過酢酸、オゾン水、次亜塩素酸ソーダなどの有機酸系の殺菌剤あるいは熱水が使用され、洗浄排水は無処理のまま放流されたり、排水処理を行った後に放流されており、回収及び再利用は行われていない。しかしながら、既存の排水処理装置の容量が大量の洗浄水の増加に対応できない場合や水道・下水道の利用が必要な場合には、回収及び再利用の必要性が生じる。
【０００３】
【特許文献】
特開平７−２９１２３６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記飲料容器の洗浄排水の処理、回収及び再利用は、環境保護の点からも望まれることであるが、同時に処理コストが十分に検討されなければならない。さらに、前記洗浄排水の処理及び回収、特に再利用の場合には、該洗浄排水に含まれている殺菌剤、イオン成分、死滅菌、その他の混合物を完全に除去する装置が必要である。
【０００５】
殺菌剤の除去について述べると、前記オゾン水及び過酸化水素は、比較的容易に分解でき、水、酸素に分解されてイオン成分として残留することはない。しかしながら、次亜塩素酸ソーダ及び過酢酸は、還元されると塩素イオンや酢酸になり、イオン成分として残留する。特に、酢酸が回収水に残留すると再利用が困難である。
【０００６】
そこで、酢酸を除去する方法として、ＵＶランプによる紫外線分析法、電気分解法、微生物を利用した生物処理法、膜処理法、イオン交換法等が考えられ、経済的な方法として、逆浸透膜分離法があるが、酢酸の除去性能が完全ではない、と言う問題が残されていた。
【０００７】
前記酢酸が再利用水の中に残留すると、飲料容器の内面に付着してその後の飲料水充填工程で飲料中に混入するおそれがあり、また、有機物として配管中における微生物等の繁殖に繋がるおそれがある。本発明は、前記洗浄排水を効果的に処理及び回収して再利用することができ、環境保護とともに、処理コストの削減を図った洗浄排水の処理方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的達成のために、請求項１に示す本発明の洗浄排水の処理方法は、有機酸を殺菌剤として含む洗浄排水を還元中和濾材槽に供給し、該還元中和濾材槽を通過した還元中和水に前記洗浄排水の一部を混合し、該混合水を逆浸透膜分離装置に供給して透過液と濃縮液に分離し、分離された透過液に残留するイオン性物質を除去して洗浄水として回収し、再利用することを特徴とする。
【０００９】
前記本発明の洗浄排水の処理方法によれば、殺菌剤として有機酸を含む洗浄排水が還元中和濾材槽に供給され、前記洗浄排水に含まれている有機酸がそれぞれ還元中和されて還元中和水が得られる。つづいて、得られた前記還元中和水に前記洗浄排水の一部が間欠的あるいは供給量を制御して混合され、該混合水が逆浸透膜分離装置に供給されて透過液と、殺菌剤、イオン成分、死滅菌、その他の混合物を含む濃縮液に分離され、該濃縮液が別途排水処理される。
【００１０】
前記逆浸透膜分離装置に供給された混合水には、前記洗浄排水の一部がそのまま混合されており、該混合された一部の洗浄排水に含まれている酢酸などの殺菌剤が、前記逆浸透膜分離装置を含む混合液のラインにおいて微生物が繁殖するのを抑える。
【００１１】
つぎに、前記逆浸透膜分離装置で分離された透過液に残留するイオン性物質が除去されて洗浄水として回収され、再利用される。なお、好ましくは、前記洗浄排水の処理方法において、前記逆浸透膜分離装置に供給される混合水からは、事前に膜閉塞物質が除去されて前記逆浸透膜の早期閉塞及び膜分離機能の低下が防止される。
【００１２】
さらに前記還元中和濾材槽に供給される洗浄排水及び該還元中和濾材槽を通過した還元中和水に混合される洗浄排水からも事前に懸濁物質が除去されて前記還元中和濾材の早期目詰及び還元中和機能の低下が防止される。
【００１３】
請求項２に示す実施の一形態は、前記請求項１の洗浄排水の処理方法における還元中和濾材槽内の濾材がサンゴ化石と活性炭との混合物であることを特徴とする。サンゴ化石は、炭酸カルシウムを主成分とする多孔性物質であり、各種実験の結果、水酸化カルシウム、その他のカルシウム源では得ることが困難な優れた還元中和機能を有することが確認され、その後の逆浸透膜分離装置の膜除去特性を向上させることも確認されたものである。また、活性炭は水中の微量成分を除くのに有効である。なお、サンゴ化石と活性炭との混合比（重量比）１：５〜２０程度とする。
【００１４】
請求項３に示す本発明の洗浄排水の処理装置は、有機酸を殺菌剤として含む洗浄排水が供給される還元中和濾材槽と、前記洗浄排水の一部を前記還元中和濾材槽を通過した還元中和水に混合させるためのバイパス管路と、前記還元中和水と前記洗浄排水の一部との混合水が供給される逆浸透膜分離装置と、該逆浸透膜分離装置で分離された透過液が供給されて該透過水に残留するイオン性物質が除去されるイオン交換装置と、を備えてなることを特徴とする。この請求項３の洗浄排水の処理装置によれば、前記請求項１に示す本発明の洗浄排水の処理方法を効果的に実施することができる。
【００１５】
請求項４の実施の一形態は、請求項３の洗浄排水の処理装置における還元中和濾材槽内の濾材がサンゴ化石と活性炭との混合物であることを特徴とする。この実施の一形態によれば、前記請求項２における洗浄排水の処理方法を効果的に実施することができ、同時に、他のカルシウム源では得ることが困難な優れた還元中和効果を得ることができ、その後の逆浸透膜分離装置の膜除去特性が向上させられる。
【００１６】
請求項５の実施の一形態は、前記逆浸透膜分離装置への混合水の供給路に膜閉塞物質除去用フィルターを設けたことを特徴とする請求項３又は４の洗浄排水の処理装置である。すなわち、前記逆浸透膜分離装置は、水を透過させ、水以外の成分を膜面上で阻止するものであるから、前処理として出来る限り水以外のイオンやコロイドを形成する物質を除去しておく必要があり、それらを予めフィルターで除去することにより逆浸透膜の早期閉塞及び膜分離機能の低下を防止することができる。
【００１７】
請求項６の実施の一形態は、前記還元中和濾材槽及び前記バイパス管路への洗浄排水の供給路に懸濁物除去用フィルターを設けたことを特徴とする請求項３、４または５に記載の洗浄排水の処理装置である。この実施の一形態によれば、前記還元中和濾材槽内の還元中和濾材の早期目詰まり及び還元中和機能の低下を防止することができるとともに、間接的ではあるが、前記逆浸透膜の早期閉塞及び膜分離機能の低下が防止される。
【００１８】
請求項７の実施の一形態は、請求項５の膜閉塞物質除去フィルターへの混合水の供給路に調整槽を設けたことを設けたことを特徴とする請求項５または６に記載の洗浄排水の処理装置である。この実施の一形態によれば、前記還元中和濾材槽を通過した還元中和水と前記バイパス管路からの洗浄排水の一部との混合比を適宜調整できるとともに、それらの均一混合が可能である。
【００１９】
請求項８の実施の一形態は、請求項３のイオン交換装置への透過液の供給路に補給水供給管が連結された透過液貯槽を設けたことを特徴とする請求項３乃至７に記載の洗浄排水の処理装置である。この実施の一形態によれば、回収された前記透過液が洗浄水として不足する場合に、補給水を供給して確実な洗浄を可能にする。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図について説明する。図１は、本発明の好ましい一実施例を示すブロック図である。
【００２１】
図中、１はペットボトル、びん、缶などの飲料容器の洗浄工程であり、有機酸を含む殺菌剤を含む洗浄水、好ましくは高温水によって洗浄が行われる。２は前記洗浄工程からの洗浄排水を回収する洗浄排水受槽、３は洗浄排水中に含まれている懸濁物を除去する懸濁物除去用フィルターであり、つづく還元中和濾材槽４内の還元中和濾材の早期目詰まり及び還元中和機能の低下を防止する。さらに、間接的ではあるが、後述する膜閉塞物質除去用フィルター７や逆浸透膜分離装置８の逆浸透膜の早期閉塞及び膜分離機能の低下をも防止する。
【００２２】
図中、４は前記懸濁物除去用フイルター３からの洗浄排水が供給される還元中和濾材槽であり、好ましい濾材としてサンゴ化石と活性炭との混合物が充填されている。下記表１には、濃度の異なる酢酸水をサンゴ化石と活性炭とを１：８（重量比）に混合した濾材槽に通液した場合のｐＨ及び電気伝導度の変化が示されている。
【００２３】
【表１】
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前記表1によれば、サンゴ化石と活性炭との混合物がきわめて優れた還元中和機能を有することが確認される。
【００２４】
前記還元中和濾材槽４では、供給された洗浄排水中のオゾンは還元されて酸素になり、過酸化水素は還元されて水と酸素に分解され、次亜塩素酸ソーダは塩化ナトリウムと酸素に分解され、過酢酸は還元されて酢酸になるとともにサンゴ化石で中和されて酢酸カルシウムとして液中に残留する。すなわち、前記還元中和濾剤槽４を通過した洗浄排水は、有機酸カルシウム・マグネシウムのイオンとサンゴからの若干の溶出イオンを含んだ還元中和水となり、その後の逆浸透膜分離装置８の膜除去特性が向上させられる。
【００２５】
さらに、本発明では、前記還元中和濾材槽４に並行してバイパス管路５が設けられ、前記洗浄排水の一部が前記還元中和濾材槽４を通過させられることなく、該還元中和濾材槽４を通過した前記還元中和水に混合させられる。なお、前記洗浄排水の混合量は、後に述べる逆浸透膜分離装置８の前工程まで殺菌剤の存在が認められる量で十分とされ、間歇的あるいは供給量を制御して前記還元中和水に供給及び混合される。
【００２６】
図中、６は前記還元中和濾材槽４を通過した還元中和水と前記洗浄排水の一部の混合水が供給される調整槽であり、前記還元中和水と前記洗浄排水の一部が予め必要とする混合比に均一混合される。７は前記調整槽６から供給される前記混合水に含まれる膜閉塞物質を除去する膜閉塞物質除去用フィルターであり、つづく逆浸透膜分離装置８の早期閉塞及び膜分離機能低下を防止する。
【００２７】
図中、８は逆浸透膜分離装置であり、前記膜閉塞物質除去用フィルター７を介して前記混合水が高圧で供給され、有機酸カルシウム・マグネシウムのイオンと前記還元中和材槽から溶出したイオン、殺菌剤、死滅菌、その他の混合物を除去し、前記混合水を透過液と濃縮液に分離する機能を有する。図中、９は濃縮液の排出管路である。
【００２８】
図中、１０は前記逆浸透膜分離装置８から透過液が供給される透過液貯槽であり、再利用する場合に必要な洗浄水を確保できるように補給水供給管路１１が連結されている。
【００２９】
図中、１２はイオン交換装置であり、前記逆浸透膜分離装置８を経てもなお残留するおそれのあるイオン性物質を完全に除去して、飲料容器の洗浄水として安全な再利用を可能にする。
【００３０】
前記洗浄排水の処理装置では、飲料容器の洗浄工程１から排出された洗浄排水が洗浄排水受槽２に回収され、図示しないポンプによって懸濁物除去用フィルター３に供給され、洗浄排水に含まれている懸濁物が除去される。
【００３１】
つぎに前記懸濁物が除去された洗浄排水の大部分が還元中和濾材槽４に供給され、該還元中和濾材槽４、具体的には、該還元中和濾材槽の内部に充填された濾材間を通過させられて還元中和水になって調整槽６に供給される。同時に前記還元中和濾材間槽４を通過しない洗浄排水の一部が前記バイパス管路５を通って前記還元中和水に供給されて混合される。
【００３２】
さらに前記調整槽６に供給された混合水が、図示しないポンプによって膜閉塞物質除去用フィルター７に供給され、膜閉塞物質が除去された混合水が前記逆浸透膜分離装置８に供給されて有機酸カルシウム・マグネシウムのイオンと前記還元中和濾材槽４から溶出したイオン、その他の混合物が除去され、前記混合水を透過液と濃縮液に分離し、濃縮液は排出管路９から排出されて適宜排水処理が施されて放流される。
【００３３】
一方、前記逆浸透膜分離装置８で分離された透過液は、透過液貯槽１０に供給され、つづいてイオン交換槽１２に供給されて、残留しているイオン性物質が完全除去されて飲料容器の洗浄水として回収されて再利用される。
【００３４】
前記排水処理によって回収された再利用水が、つづく飲料容器の洗浄に不足する場合には、前記透過液貯槽１０に補給水供給管路１１から補給水が供給される。
【００３５】
もっとも、本発明によれば、洗浄排水中に含まれる不純物の量にも影響されるが、洗浄排水の約８５〜９５％の水が回収されるため、補給水は５〜１５％程度ですみ、洗浄水関連費用を削減することができ、同時に、再生用薬剤及び排水処理用薬剤の削減が可能であり、さらに放流水域の環境負荷の低減が可能である。
【００３６】
また、前記補給水を１５０〜１６０℃程度に昇温し、高温加熱殺菌し、６０〜８５℃に降温したものをリンス水として使用することにより、前記回収プロセスでは、自然放熱以外には降温しないので、回収再利用する昇温時のエネルギーを省くことができ、さらに無処理で放流する場合よりも放流水域の環境負荷の低減になる。なお、高温水での洗浄では、逆浸透分離膜は耐熱性の複合膜などが用いられる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の洗浄排水処理方法及びその処理装置によれば、洗浄排水を効果的に処理及び回収して再利用でき、環境保護とともに、処理コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の洗浄排水の処理装置の一実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１    洗浄工程
２    洗浄排水受槽
３    懸濁物除去用フィルター
４    還元中和濾材槽
５    バイパス管路
６    調整槽
７    膜閉塞物質除去用フィルター
８    逆浸透膜分離装置
１０  透過液貯槽
１１  補給水供給管路
１２  イオン交換装置
【図１】
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