(57)【要約】【課題】蒸葉や茶渋を含んだ洗浄水の一般放水路への大量の排水に関しては、製茶工場の川下では魚が棲めないという課題があった。従来のフィルターで濾過する方法は、コスト的には安くて良いが、これだけでは、溶出した茶色の物質は浄化できないという問題点があった。また、木炭、砂などの浄化方法は、初期の浄化能力は目を見張るものがあるが、次第に低下し、目詰まりしてしまうという問題点があった。【解決手段】製茶工場で排出される排出水を、一以上の濾過方式にて浮遊物等を除去後、凝集沈殿方式にて汚染物質を除去し、浄化する製茶工場の排出水浄化方法を行なう。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
製茶工場で排出される排出水を、一以上の濾過方式にて浮遊物等を除去後、凝集沈殿方式にて汚染物質を除去し、浄化することを特徴とする製茶工場の排出水浄化方法。
【請求項２】
製茶工場で排出される排出水から浮遊物等を除去するための一以上の濾過手段と、凝集剤を添加して汚染物質を除去する凝集沈殿手段とより構成することを特徴とする製茶工場の排出水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、製茶工場の排出水の浄化方法とその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
全国の製茶工場の数は、社団法人日本茶業中央会の調べによると、平成１０年現在、大小合わせて９，０９２工場である。蒸熱工程での蒸し茶葉（以下蒸葉という）や、粗揉工程等の各種製茶機械類で揉み固められ、徐々に付着した茶葉（これを茶渋という）が、機械に大量に付着すると性能が低下するので、これらの製茶工場では、操業中は平均的に毎日１回の機械の洗浄を行なっている。この洗浄時の排出水に含まれる内容物は、各種製茶機械類に付着した製造過程の茶葉である。
【０００３】
製茶工場の排出水は、下記の２つの法的規制が関与する可能性があった。（１）燃料である重油が消防法の対象になる。（２）工場排出水が水質汚濁防止法の対象になる。
【０００４】
（１）に関しては、危険物の規制に関する政令によると、１日の重油の使用量が２，０００リットル以上の工場には、油分離装置の設置が義務付けられている。対象は国内の９，０９２工場の中でもごくわずかな大規模工場に限られ、対象となる製茶工場ではこの装置が設置されており、対象外の製茶工場でも設置されているところがある。
【０００５】
（２）の蒸葉や茶渋が溶出した洗浄水の一般放水路への排水に関しては、まず、大規模な製茶工場の１日および年間の排水量を調査した。表１のような結果となり、１日の平均排水量は約３，０００リットルであった。これは、「１日あたりの平均的な排出の量が５０立方メートル以上である工場又は事業所に係る排出水について適用する」としている水質汚濁防止法からは除外される。年間排水量も、製茶工場の稼働日数が述べ５０日前後と僅かなために問題ではない。従って、製茶工場の中には、上記（１）の消防法にそった油分離装置を備えている工場はあるが、排出水を浄化するための装置は設置していなかった。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
近年になり、一部の工場では、沈殿槽を設置（または油分離装置を沈殿槽として利用）し、沈殿槽で蒸葉や茶渋を自然に沈殿させて、上ずみ液のみを排水している。また、油分離装置に蒸葉や茶渋を濾すためにフィルターを設けているところもある。また、油分離装置に木炭を入れて、木炭の微細パイプ浄化機能を活かした浄化を行っている工場もある。これらは、いずれにしても油分離装置を借用して排出水を浄化するものにすぎない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
製茶工場の操業中の排出水を汲み、魚を入れて何時間生きているかの実験１を行なった。表２の如く４種類の試験液を作った。Ｎｏ．１は、天然の井戸水の清水１．８リットルに工場排出水を０．２リットル加えた。Ｎｏ．２は同様の清水１．５リットルに０．５リットルの工場排出水加えた。Ｎｏ．３は清水２リットルに茶渋を２ｇ溶かして加えた。Ｎｏ．４は清水２リットルだけである。排出水は前日汲み、常温で一夜経過した液である。茶渋は、製茶機械に付着している物を採取した。
【０００９】
【表２】
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【００１０】
各水槽に、金魚、鯉の小魚を１匹づつ入れて、何時間生きられるかを調べた結果が、表３の如くであった。Ｎｏ．１は２匹共に７時間生き延びた。Ｎｏ．２は４時間経過で鯉のみ死亡し、金魚は生き延びた。Ｎｏ．３は３時間で金魚、４時間で鯉の順で死亡した。Ｎｏ．４は極めて元気に７時間生き延びた。結果から、製茶工場で頻繁に行われている製茶機械の水洗いの排出水は、河川の魚介類に極めて悪影響を及ぼしていることがわかる。Ｎｏ．３は僅か２ｇ（０．１％）の茶渋で魚は死ぬことを示している。また、Ｎｏ．１とＮｏ．２の対比で、希釈されれば毒性が薄らぐことが解る。以上の結果からして、製茶工場の排出水処理の必要性が生じてきている。
【００１１】
【表３】
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【００１２】
茶は古来より、漢方薬の一種として珍重され、魚介類に対しての毒性は一般には知られていない。しかし、実験１からわかるように、蒸葉や茶渋を含んだ洗浄水の一般放水路への大量の排水に関しては、製茶工場の川下では魚が棲めないという課題があった。
【００１３】
次に、図２の如く２種類の試験液を作り、実験２を行った。ＮＯ．１の排出水は、操業中の工場から５月１０日に汲んできた、標準的な濃度である。ＮＯ．２の茶渋は、製茶工場内の製茶機械に付着していた同じ日の５月１０日の物である。これらのＮＯ．１、２の試験液を各々のパイプに注入して、１日放置し、表４のように、上中下の順で２リットルづつ抜き出した。実験前の想像では、上中下で顕著に色が変わるものと思われたが、実験の結果、自然に沈殿させてもＮｏ．１、２共に、上中下の水の色に差はほとんど見られなかった。また、表５の如く、電気伝導度、水素イオン濃度共に、上中下に差は見られなかった。
【００１４】
【表４】
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【００１５】
【表５】
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【００１６】
更に、前記実験１と同じ方法で、表６のＮｏ．１〜Ｎｏ．６の２リットルの水槽へ金魚、鯉の小魚を投入して実験３を行なった。魚での実験においても、排出水、茶渋液共に、上中下の差異は見られなかった。この実験３からわかったことは、自然に沈殿させても排出水には何の変化もなく、逆に、茶渋液は、前記実験１の結果と比較してわかるように、更に悪化し、上中下共に１時間以内で金魚、鯉共に全て死亡し、極めて魚にとって悪い水になっていることである。また、排出水の上澄みは沈殿槽を経て排出されても、排出水中の有機物質が沈殿槽で腐敗して悪臭を放ち、時間が経てば経つほど悪化し、不衛生であり。更に、沈殿槽に沈殿した物の掻きだしにも労力が掛かるという問題があった。
【００１７】
【表６】
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【００１８】
また、従来のフィルターで濾過する方法は、コスト的には安くて良いが、これだけでは、溶出した茶色の物質は浄化できないという問題点があった。また、木炭、砂などの浄化方法は、初期の浄化能力は目を見張るものがあるが、次第に低下し、目詰まりしてしまうという問題点があった。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明では、第１の手段では、製茶工場で排出される排出水を、一以上の濾過方式にて浮遊物等を除去後、凝集沈殿方式にて汚染物質を除去し、浄化する製茶工場の排出水浄化方法を行なう。
【００２０】
第２の手段では、製茶工場の排出水浄化装置を、製茶工場で排出される排出水から浮遊物等を除去するための一以上の濾過手段と、凝集剤を添加して汚染物質を除去する凝集沈殿手段とより構成する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１を用いて説明する。濾過手段１は、主に、一次フィルター１１、一次水槽２２、二次フィルター２１、二次水槽２２により構成される。本実施例では、一次フィルター１１は金網製の籠、二次フィルター２１は鋼板であるが、他の材質や形状でも構わない。一次フィルター１１のメッシュの大きさは、細かいと水はけが悪く、目詰まりしてしまうので、蒸葉が流出しない程度の５〜１０ｍｍ適度の大きさがよい。また、一次フィルター１１は牽引チェーン１４で吊り上げて交換等の作業を可能な構造とした。通常は、牽引チェーン１４は、取付けてなくても良い。１３は、排出水を一次水槽１２から二次水槽２２へ送るための一次汲み上げポンプである。二次フィルター２１の上には目詰まり防止装置２４を設ける。目詰まり防止装置２４は、モータ（図示しない）により回転するチェーンコンベヤ２５にブラシ２６を取付けたものであり、二次フィルター２１と略同じ巾で、略同じ長さを有する。このブラシ２６の移動端には回収部２７を備え、二次フィルター２１上から除去した物を回収する。２３は二次水槽から貯水タンク３０へ排出水を送るための二次汲み上げポンプである。
【００２２】
凝集沈殿手段２は、主に、一次沈殿槽４１、二次沈殿槽４２、撹拌機４５、凝集剤投入装置４８より構成されており、一次沈殿槽４１、二次沈殿槽４２の下部にはそれぞれ一次沈殿物回収部４３、二次沈殿物回収部４４が備えられている。撹拌機４５は、撹拌羽根４６をモータ４７で回転させるタイプである。
【００２３】
まず、製茶工場からの排出水を、排水溝４０ａによって一次貯水槽１２へ流し、一次貯水槽１２に設けられた一次フィルター１１にて濾過する。この一次フィルター１１では、蒸し茶葉や茶渋の塊などを除去する。一次フィルター１１に蒸葉や茶渋がたまったときには、昇降手段等により一次フィルター１１を上昇させ、蒸葉や茶渋を取り除き、その後、一次フィルター１１を一次貯水槽１２内へ戻す。一次フィルター１１で濾過された排出水は、一次汲み上げポンプ１３、配管４０ｂによって、二次フィルター２１上へ注がれる。二次フィルター２１では一次フィルター１１を通過した物を濾過するため、一次フィルター１１より小さい０．５ｍｍ径の大きさの孔の物を用いた。しかし、この一次フィルター１１は瞬く間に目詰まりを起こすので、目詰まり防止装置２４を駆動する。ブラシ２６が適宜二次フィルター２１上を通り、二次フィルター２１上にたまった物を回収部２７へ掻き集める。また、ブラシ２６と交互の配置で油吸着マット（図示しない）を取付ければ、万が一油が混入していた場合、僅かな油も吸着する。目詰まり防止装置２４は、常時作動していても、定期的に作動しても良い。次に、配管４０ｃ、二次汲み上げポンプ２３、配管４０ｄにて、貯水タンク３０へと蓄える。貯水タンク３０からは流量を制御する弁（図示しない）、配管４０ｅを経由して凝集沈殿手段２へ注ぐ。
【００２４】
凝集沈殿手段２は一次沈殿槽３１と二次沈殿槽３２の２槽で構成されていて、一次沈殿槽３１では凝集剤投入装置３８から凝集剤を投入し、凝集剤と排出水とを撹拌機３５により撹拌する。十分撹拌された排出水は一次沈殿槽３１の上部から二次沈殿槽３２へと流出する。二次沈殿槽３２では、プラスイオンの凝集剤が排出水中のマイナスイオン化された汚染物質と次々に結びつき、塊となり凝集沈殿物回収部３４へ沈殿し、堆積する。二次沈殿槽３２で浄化された水は上澄みがオーバーフロー部３９へ流れ、オーバーフローした浄化水が配管４０ｆより一般水路へと放出される。
【００２５】
尚、この装置は一次貯水槽１２に設定以上の排出水が溜まったことを検知したことを皮切りに、以後の各装置が全自動で稼動するように制御するとよい。
【００２６】
本発明で浄化した水で魚が何時間生息できるのか、凝集沈殿させた効果があるかの実験４を行った。３つの水槽には、Ｎｏ．１は地下水の清水のみ、Ｎｏ．２は清水に最終浄化水を加えた液、Ｎｏ．３は清水に浄化前の原水を加えた液を用意した。この結果、表７のように、Ｎｏ．３の浄化前の原水では６時間で死亡した。Ｎｏ．２の浄化水では、１４時間生き延びた。従って、凝集剤も魚には無害であることがわかり、本発明が極めて効果があることが実証された。
【００２７】
【表７】
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【００２８】
次に、水質汚濁防止法の排水基準値との対比を行い、結果を表８に記した。原水は実施例の一次フィルター１１通過後の液、浄化液は最終処理液である。分析は、公認の第三者機関で行った。大腸菌群数、浮遊物質量は顕著に改善されている。水素イオン濃度はかなり改善されている。生物化学的酸素要求量、化学的酸素要求量も改善されている。これらの結果より、本発明が製茶工場の排出水の浄化に、大きな役割を果たせることがわかる。
【００２９】
【表８】
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【００３０】
【発明の効果】
本発明により、製茶工場の川下にも魚が棲むことができ、ホタルの絶滅を防ぐことができ、豊かな自然との共存に寄与することができた。また、製茶工場から発せられる悪臭が解消でき、排水処理を機械化することができたので、作業者の製茶工場の維持作業を軽減することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の正面図。
【図２】実験２の試験液を示した図。
【符号の説明】
１　濾過手段
２　凝集沈殿手段
１１　一次フィルター
１２　一次貯水槽
１３　一次汲み上げポンプ
１４　牽引チェーン
２１　二次フィルター
２２　二次貯水槽
２３　二次汲み上げポンプ
２４　目詰まり防止装置
２５　チェーン
２６　ブラシ
２７　回収部
３０　貯水タンク
３１　一次沈殿槽
３２　二次沈殿槽
３３　一次沈殿物回収部
３４　二次沈殿物回収部
３５　撹拌機
３６　撹拌羽根
３７　撹拌モータ
３８　凝集剤投入装置
３９　オーバーフロー部
４０ａ　排水溝
４０ｂ　配管
４０ｃ　配管
４０ｄ　配管
４０ｅ　配管
４０ｆ　配管
【図１】
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【図２】
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