(57)【要約】【課題】馬鈴薯等から澱粉が製造される過程で排出される澱粉製造廃水、特に高濃度の分散質を含むデカンタ廃水に適した、澱粉製造廃水の処理方法を提供する。【解決手段】澱粉製造廃水を６０℃以上沸点未満、好ましくは７０℃未満に加温されることによって、前記澱粉製造廃水中の分散質の一部が凝結、沈殿し、残りの液と分離される第１の処理工程１を備えている。また、前記加温に先立って澱粉製造廃水に、又は前記第１の処理工程１の残りの液に、電解質、好ましくは塩化第二鉄又はその水溶液が、溶質として１０〜２００ｍｇ／ｌ添加されることによって、前記澱粉製造廃水又は前記第１の処理工程１の残りの液中の分散質の一部が凝集、沈殿し、残りの液と分離される第２の処理工程２を備えている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
澱粉製造廃水を６０℃以上沸点未満、好ましくは７０℃未満に加温されることによって、前記澱粉製造廃水中の分散質の一部が凝結、沈殿し、残りの液と分離される第１の処理工程（１）を備えている
ことを特徴とする澱粉製造廃水の処理方法。
【請求項２】
前記加温に先立って澱粉製造廃水、又は前記第１の処理工程（１）の残りの液に、電解質、好ましくは塩化第二鉄又はその水溶液が、溶質として１０〜２００ｍｇ／ｌ添加されることによって、前記澱粉製造廃水又は前記第１の処理工程（１）の残りの液中の分散質の一部が凝集、沈殿し、残りの液と分離される第２の処理工程（２）を備えている
ことを特徴とする、請求項１に記載の澱粉製造廃水の処理方法。
【請求項３】
前記第２の処理工程（２）の残りの液が活性炭と接触させられることによって、前記第２の処理工程（２）の残りの液中の分散質の一部が、前記活性炭に吸着され、残りの液と分離される第３の処理工程（３）を備えている
ことを特徴とする、請求項２に記載の澱粉製造廃水の処理方法。
【請求項４】
前記澱粉製造廃水の加温に必要な熱の一部が、前記第１，２，３の処理工程（１，２，３）のいずれかの、固形分除去前の固液混合液又は固形分除去後の残りの液との間接熱交換によって与えられる間接熱交換工程（４）を備えている
ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の澱粉製造廃水の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、馬鈴薯等から澱粉が製造される過程で排出される澱粉製造廃水、特に高濃度の分散質を含むデカンタ廃水に適した、澱粉製造廃水の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば馬鈴薯からの澱粉の製造は図２に示すように行なわれている。すなわち、原料の馬鈴薯はフリューム（流送水）及びロータリワッシャによって水洗され、付着した畑の土が除去される。次いでウルトララスプによって細かく磨り潰される。その細かく磨り潰された馬鈴薯は水中に分散されたうえ、デカンタで靜置されることによって固形分が沈降し、分離する。その固形分はハイスクリーンを何度も通過させられるうちに粕が分離される。その粕が分離された固形分（澱粉乳）は、セパレータで洗浄、分級されることによって、蛋白質その他の不純物が除去され、さらに真空ろ過、乾燥等によって水分が除去されることによって純度の高い澱粉となる。
【０００３】
上記過程で排出される主たる廃水は、上述のようにデカンタ廃水とセパレータ廃水の２種類であるが、これらは真の溶液ではなく、分散質である巨大粒子がコロイド状に分散したものである。そのうち、セパレータ廃水はＣＯＤが１，０００〜２，０００と分散質が少なく、生物処理も可能であるが、デカンタ廃水はＣＯＤが２×１０４〜４×１０４と分散質がセパレータ廃水に較べて一桁多く、そのうえ蛋白質を多量に含んでいるため、生物処理には以下に示す問題点がある。
【０００４】
すなわち、特に蛋白質を多量に含んでいて、好気性処理の場合、曝気・攪拌に伴なう発泡等のため廃水の操作が困難となり、また、嫌気性処理の場合、ｐＨが高いと蛋白質からアンモニアが発生し、メタン発酵を阻害することもあって、希釈されず、ｐＨ調整もなされない、そのままの状態では生物処理は困難である。しかも、希釈されると、廃水の量が著しく増大し、生物処理に多大の出費を伴うため事業の経営を損うことにもなる。そのため、肥料としての畑への潅水が一部実施されているが、それによる全量処理は到底困難であって、稀釈されたうえそのまま河川へ放流されているのが実情のようである。
【０００５】
その他、畑への潅水の場合、腐敗して悪臭を発し、澱粉の製造期間が秋から年末であって、特にそれの盛んな北海道では気温・水温が低く、生物処理には適していないという問題点もある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、上記した従来技術の欠点を除くためになされたものであって、その目的とするところは、馬鈴薯等から澱粉が製造される過程で排出される澱粉製造廃水、特に高濃度の分散質を含むデカンタ廃水に適した、澱粉製造廃水の処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達するために、請求項１の発明の澱粉製造廃水の処理方法は、澱粉製造廃水を６０℃以上沸点未満、好ましくは７０℃未満に加温されることによって、前記澱粉製造廃水中の分散質の一部が凝結、沈殿し、残りの液と分離される第１の処理工程１を備えている。
【０００８】
請求項１の発明によれば、澱粉製造廃水が６０℃に達すると、それに含まれる分散質のうち、主として蛋白質が急激に熱変性することによって、凝結、沈殿し、残りの液と分離される。この効果をＣＯＤで示せば、６０℃からＣＯＤは急激に減少し始めるが、７０℃を超えると減少の程度が緩やかとなる。その他、分離された固形分は肥料として有効利用される。
【０００９】
澱粉の製造期間が、気温・水温が低い秋から年末であっても、それによって廃水中の分散質、特に蛋白質分が著しく減少するため、好気性、嫌気性いずれの処理に対しても、それぞれに適したＣＯＤまでの稀釈率が低減され、経済性が改善される。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の発明の構成に加えて、前記加温に先立って澱粉製造廃水、又は前記第１の処理工程１の残りの液に、電解質、好ましくは塩化第二鉄又はその水溶液が、溶質として１０〜２００ｍｇ／ｌ添加されることによって、前記澱粉製造廃水又は前記第１の処理工程１の残りの液中の分散質の一部が凝集、沈殿し、残りの液と分離される第２の処理工程２を備えている。
【００１１】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明の作用効果に加えて、電解質、好ましくは塩化第二鉄が、前記澱粉製造廃水又は第１の処理工程１の残りの液中の分散質に対する解膠剤（又は凝集剤）として作用し、そのいずれかの廃水中の分散質、特に蛋白質分の一部が、電解質が１０ｍｇ／ｌを超えると急激に低下し始め、第１の処理工程の残りの液に比べてさらに減少する。それによって、生物処理に適したＣＯＤまでの稀釈率が低減され、経済性が一層改善される。なお、前記ＣＯＤは２００ｍｇ／ｌを超えると、その減少の程度が緩やかになる。その他、分離された固形分は肥料として有効利用される。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の発明の構成に加えて、前記第２の処理工程２の残りの液が活性炭と接触させられることによって、前記第２の処理工程２の残りの液中の分散質の一部が、前記活性炭に吸着され、残りの液と分離される第３の処理工程３を備えている。
【００１３】
請求項３の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用効果に加えて、前記第１，２の処理工程１，２で凝結、凝集、沈殿しなかった、残りの分散質、特に蛋白質分の一部が活性炭に吸着され、さらに減少し、そのまま生物処理が可能となり、経済性が一層改善される。なお、分散質を吸着した活性炭は容易に賦活再使用可能である。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１乃至３に記載のいずれかの発明の構成に加えて、前記澱粉製造廃水の加温に必要な熱の一部が、前記第１，２，３の処理工程１，２，３のいずれかの、固形分除去前の固液混合液又は固形分除去後の残りの液との間接熱交換によって与えられる間接熱交換工程４を備えている。
【００１５】
請求項４の発明によれば、請求項１乃至３に記載のいずれかの発明の作用効果に加えて、前記大量の澱粉製造廃水の加温に必要な熱の一部が、前記いずれかの、固形分除去前の固液混合液又は固形分除去後の残りの液との間接熱交換によって補われるため、熱経済性が向上する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態例の澱粉製造廃水のうち、特にデカンタ廃水の処理方法について図１により説明すると、先ず第１の処理工程１において、デカンタ廃水が６０℃以上沸点未満、好ましくは７０℃未満に加温される。その加熱は簡単であるという理由からスチームの吹き込みによって行なわれるが、省エネのため、必要な熱の一部が、後述のように処理が終了した固液混合液又は固形成分が分離除去された残りの液との間接熱交換によって補われる。それによって前記加温されたデカンタ廃水中の分散質のうち、蛋白質分の一部が熱変性し、凝結し、固形分として沈殿し、残りの液と分離され、その残りの液の分散質が低減される。なお、分離された固形分については後述する。
【００１７】
蛋白質の凝結、沈殿量をＣＯＤの変化で見ると、図２に示すように、温度が高くなれば減少、さらに６０℃を超えると急激に減少し始めるが、７０℃を超えると減少の程度が緩やかとなり、あまり減少しない。従がって、蛋白質の凝結、沈殿という点では、さらにエネルギの供給が必要となるため、７０℃を超えて温度を特に高くする必要はない。それによって、澱粉の製造の盛んな北海道の、秋から年末の、気温・水温が低い時期でも、残りの液中の分散質、特に蛋白質分が著しく低減されるため、その後に行なわれる好気性、嫌気性いずれの処理に対しても、それぞれに適したＣＯＤまでの稀釈率が低減され、経済性が改善される。
【００１８】
次に前記第１の処理工程の残りの排液に解膠剤（又は凝集剤）として電解質（好ましくは塩化第二鉄の水溶液）が添加され、それによって主として蛋白質分の一部が凝集し、固形分として沈殿し、残りの液と分離され、その残りの液の分散質がさらに低減される。それによって生物処理に適したＣＯＤまでの稀釈率が低減され、経済性が一層改善される。
【００１９】
電解質の添加量のＣＯＤの変化に対する影響について図３により説明すると、例えば塩化第二鉄が、１０ｍｇ／ｌを超えるとＣＯＤが急激に低下し始めるが、２００ｍｇ／ｌを超えると、その減少の程度が緩やかになる。なお、図は省略するが、電解質の添加が、タンクに注入されたデカンタ廃水の前記加温に先立って行なわれてもよい。それによって第１の処理工程１と第２の処理工程２が合体され、設備、運転が著しく簡略化される。
【００２０】
３番目に、前記第２の処理工程２の残りの液が、吸着剤として例えば活性炭と接触させられることによって、前記残りの液中の分散質の一部が前記活性炭に吸着され、残りの液と分離される。なお、前記接触手段としては、前記残りの液が活性炭の層を通過させられ、又は前記残りの液に活性炭が添加される、のいずれでもよい。それによって残りの分散質、特に蛋白質分の一部がさらに低減され、そのまま生物処理に適したＣＯＤに低減されるため、稀釈の必要がなくなり、経済性はさらに改善される。なお、分散質を吸着した活性炭は賦活再使用可能である。残りの液のＣＯＤは許容値以下となり、そのまま河川に放流可能である。
【００２１】
生物処理について説明すると、第２の処理工程の残りの液は、先ず嫌気処理工程５で：嫌気処理され、それによってメタンガスが得られる。蛋白質分が十分低減されているため、ｐＨ調整がなされなくても、アンモニアによるメタン発酵阻害は生じない。なお、得られたメタンガスはデカンタ廃水へ吹き込みのためのスチームの発生に利用される。嫌気処理され、分散質の一部が汚泥として分離された嫌気処理工程５の残りの液は、好気処理工程６で好気処理される。その際、蛋白質分がさらに低減されているため、曝気に伴なう発泡は生じない。
【００２２】
最後に、前述のように、前記デカンタ廃水の加温に必要な熱の一部が、好気処理工程６の残りの液と間接熱交換工程４における間接熱交換によって与えられる。それによって、前記大量のデカンタ廃水の加温に必要な熱の一部が、前記残りの液との間接熱交換によって補われるため、熱経済性が向上すると共に、残りの液の温度が生物処理に適した温度まで下げられる。なお、デカンタ廃水との間接熱交換は固形分除去前の固液混合液との間になされてもよい。
【００２３】
【実施例】ＣＯＤ  ３×１０４  のデカンタ廃水が温度６２℃に加温され、固形分が沈殿し、分離された残りの液のＣＯＤは１０４となり、さらにその廃水に塩化第二鉄水溶液が添加され、それによって固形分が沈殿し、分離された残りの液のＣＯＤは５×１０３となり、さらにその廃水に活性炭が添加され、分散質が吸着、分離された廃水のＣＯＤは８００となった。
【００２４】
その他、図は省略したが、分散質の分離のための処理は、生物処理のための稀釈の程度は異なるが、状況に応じて、加温だけでもよく、また活性炭の添加が省略されてもい。その際、デカンタ廃水の加温に必要な熱の一部の補給のための加熱側の液は、最終工程のもの（固形分除去前又は後いずれでもよい）が使用されるとよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上のとおり請求項１の発明によれば、澱粉の製造期間の気温・水温が低くても、廃水中の分散質、特に蛋白質分が著しく減少するため、好気性、嫌気性いずれの処理に対しても、それぞれに適したＣＯＤまでの稀釈率が低減され、経済性が改善される。
【００２６】
請求項２の発明によれば、請求項１に記載の発明の効果に加えて、生物処理に適したＣＯＤまでの稀釈率がさらに低減され、経済性が一層改善される。
【００２７】
請求項３の発明によれば、請求項２に記載の発明の効果に加えて、そのまま生物処理が可能となり、経済性が一層改善される。なお、分散質を吸着した活性炭は容易に賦活再使用可能である。
【００２８】
請求項４の発明によれば、請求項１乃至３に記載のいずれかの発明の効果に加えて、前記大量の澱粉製造廃水の加温に必要な熱の一部が、前記いずれかの、固形分除去前の固液混合液又固形分除去後の残りの液との間接熱交換によって補われるため、熱経済性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態例の澱粉製造廃水の処理方法を示す工程ブロック図である。
【図２】温度のＣＯＤの変化に対する影響を示すグラフである。
【図３】電解質添加量のＣＯＤの変化に対する影響を示すグラフである。
【図４】馬鈴薯からの澱粉製造方法を示す工程ブロック図である。
【符号の説明】
１  第１の処理工程
２  第２の処理工程
３  第３の処理工程
４  間接熱交換工程
５  嫌気処理工程
６  好気処理工程
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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