(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
製糖廃蜜、製糖廃液、又は製糖廃蜜の発酵工程からの廃液を、分画分子量2,000以上4,000以下であり、ポリアミド系膜である限外濾過膜を用いて着色成分を含む濃縮液と塩素イオンを含む透過液とに分離することを含む、廃液の処理方法。
【請求項２】
限外濾過膜が、スパイラル型モジュールである、請求項１に記載の廃液の処理方法。
【請求項３】
製糖廃蜜、製糖廃液、又は製糖廃蜜の発酵工程からの廃液を、0.05％(w/v)以上3.5％(w/v)以下の塩化ナトリウム水溶液の塩阻止率が0.3 MPa以上5.6 MPa以下の圧力及び25 ℃の温度条件下で40％以上60％以下であり、ポリアミド系膜である逆浸透膜を用いて着色成分を含む濃縮液と塩素イオンを含む透過液とに分離することを含む、廃液の処理方法。
【請求項４】
逆浸透膜が、ナノフィルトレーション膜である、請求項３に記載の廃液の処理方法。
【請求項５】
前記ポリアミド系膜が平膜状複合膜である、請求項１又は２に記載の廃液の処理方法。
【請求項６】
前記ポリアミド系膜が平膜状複合膜である、請求項３又は４に記載の廃液の処理方法。
【請求項７】
濃縮液を焼却処分することを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の廃液の処理方法。
【請求項８】
透過液を排水処理することを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の廃液の処理方法。
【請求項９】
焼却処分が、濃縮液とバガスとを一緒に焼却する、請求項７に記載の廃液の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製糖廃蜜、製糖廃液、又は製糖廃蜜の発酵工程からの廃液の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品製造工場では、様々な廃液が排出される。特に原料として植物及び動物を扱う、農産加工食品、畜産加工食品及び水産加工食品を製造する工場からは、有機物を多く含む廃液（有機性廃液）が多く排出されている。この中でも焼酎かす、発酵廃液、製糖廃蜜、梅漬調味廃液などの廃液の一部については、海洋投棄処分が行われている。しかし、地球自然環境保護の観点に基づき1975年に発効され、1993年に改正された「廃棄物その他の物の投棄による海洋汚染の防止に関する条約（ロンドン条約）」により、このような海洋投棄処分が禁止された。日本はこの条約をまだ批准していない。しかし、2004〜2005年に、この条約を批准する方向で検討が進められている。従って、海洋投棄に代わる有機性廃液の処理方法が開発されている。
【０００３】
製糖廃蜜、製糖廃液、及び製糖廃蜜の発酵工程からの廃液は、蛋白質又は糖質、着色物質等に由来する有機物並びに塩素、カリウム等の無機物を高濃度含有している。廃液を処理して環境中に排出するためには有機物、無機物の含量を低減して排出基準以下にまで下げる必要がある。従来、これら廃液の処理方法としては、（１）生物処理法、（２）焼却処理法、（３）飼料および有機肥料への利用、並びに（４）ボイラー燃焼法が行われていた。
【０００４】
一般に有機性廃水を安価に処理する方法として、生物処理が有効であることが知られている。また、活性汚泥法、膜分離活性汚泥法、生物膜法等が知られている。製糖廃蜜、製糖廃液、及び製糖廃蜜の発酵工程からの廃液は、一般の有機性廃水と比べて非常に有機物濃度が高いことから、古くからメタン発酵処理が用いられてきた。近年には、UASB法によるメタン発酵法により、高速処理が可能になってきた（非特許文献１）。
【０００５】
また、廃液の焼却処理法として、噴霧焼却法、液中燃焼法、及び流動層焼却法などが開発されている。噴霧焼却法は、高濃度有機廃液を炉内に噴霧し、焼却処理する方法であり、具体的には有機性廃液を高温高圧に保持して流状化し、この流状化物を噴霧焼却する方法として知られている（特許文献１〜３及び非特許文献２）。液中燃焼法は、燃焼によって発生した高温燃焼ガスを一気に液体中に噴出させ、液体と燃焼ガス気泡との直接接触により熱の伝達や燃焼ガス成分の吸収などを効率的に行う方法である（特許文献４〜７並びに非特許文献３及び４）。また、流動層焼却法は、珪砂または酸化アルミニウムを流動媒体として炉内に高温の流動状態に保ち、この中に焼却物を投入して瞬時に完全焼却する方法である（特許文献８及び９）。以上のような焼却処理法には、専用の設備および装置が開発され、販売されている。
【０００６】
飼料及び有機肥料としての利用は、家畜用の飼料に製糖廃液を用いることが行われている。また、水産加工廃水処理場から排出される凝集物、沈殿物に、甜菜糖製造工程から排出されるステフェン廃液とベントナイトとを加え、造粒することにより製造された肥料（特許文献１０）、並びに製糖廃液を電気透析処理することにより得られる肥料（特許文献１１）が知られている。
【０００７】
製糖廃液を燃料として、特殊な炉を有するボイラーで燃焼する方法も試験された。糖蜜のみを燃焼させた場合、その燃料価は石炭の５分の１であったと報告されている（非特許文献５）。
【０００８】
これまで製糖工場では、砂糖製造工程における糖液の清浄に有機高分子及びセラミック素材の限外濾過膜を用いる研究（非特許文献６及び７）、廃蜜から糖を回収する研究（非特許文献８及び９）が行われてきた。
非特許文献６及び７の記載によると、砂糖製造工程における糖液の清浄化は廃液の脱色・脱塩と異なり、原料由来の着色成分より大きな高分子物質を除去することを目的としていた。従って、限外濾過膜または精密濾過膜（MF膜）が検討され、限外濾過膜の方が適していると結論づけられた。これは不純物が多い液を処理する際、分離したい高分子物質に近い分画分子量をもつ精密濾過膜では目詰まりが生じやすく、高分子物質より遙かに小さい分画分子量の限外濾過膜を使用した方が目詰まりし難いためであった。この従来技術では、分子量が数千の着色成分を除去するために、脱色用吸着剤として樹脂又は粒状炭を用いている。従って、着色成分の分離に膜を用いていない。また、使用する膜は主にセラミック膜であり、有機高分子膜も使用することができるが寿命が短く、耐熱性及び耐薬品性が低いため、実用化が難しいとされた。当時、セラミック膜の方が耐熱性及び耐薬品性が高いため、糖液の清浄に適していると考えられたからである。以上より、この方法では着色成分と塩類はどちらも膜を透過してしまい、これらを分離することができなかった。
【０００９】
次に、非特許文献８及び９の記載によると、廃糖蜜から糖を回収する研究に関しては、限外濾過により高分子物質を除去し、引き続き電気透析により脱塩を行っていた。使用した限外濾過膜は、分画分子量が40,000、ポリエーテルサルホンの管状膜であり、他には分画分子量30,000のポリエーテルスルホン中空糸膜及び分画分子量20,000のアクリルニトリル管状膜が用いられている。限外濾過膜による膜分離は分画分子量からわかるように、比較的大きな物質を除去することを目的としていた。また、脱塩では電気透析が用いられている。従って、この方法では、着色成分と塩類はどちらも膜を透過してしまい、これらを分離できなかった。
【００１０】
発酵工業においては、糖蜜由来の発酵廃液からの着色成分除去も検討されてきた（非特許文献１０及び１１）。また、発酵原料として製糖工場由来の廃蜜を使用する場合に、廃蜜中の着色成分が製品である酵母に移行することから、糖蜜を脱色して発酵に用いることが検討されてきた（非特許文献１１）。
【００１１】
非特許文献１０の記載によると、発酵に用いる糖蜜を脱色する膜処理方法の検討では、実験室レベルの選択で３種類の膜が選択された。限外濾過膜として、分画分子量5,000のポリスルホンのホローファイバー膜及び分画分子量2,000のポリスルホンの平膜（スパイラル型モジュール）、また逆浸透膜として、ポリスルホンの管状膜（チューブラ型モジュール）が選択された。糖蜜の脱色は着色成分の除去を意味し、糖蜜中の着色成分の分子量のピークは3,000〜5,000の範囲であるため分子量3,000程度の着色成分を除去することを目標にしていた。しかし、限外濾過膜のうち前者は、着色成分の分子量と比較して分画分子量が大きいため（分画分子量5,000）、脱色率が56％となり望まれる結果ではなかった。また、限外濾過膜のうち後者は実用化試験にも用いられた。一方逆浸透膜は、膜の破損、セラミックと膜の分離などの問題があり、最終試験は行われなかった。しかし、３種類のいずれの膜の場合においてもファウリングによる膜寿命の低下及び透過流束の低下による経済性の問題が残った。
【００１２】
非特許文献１１の記載によると、発酵原料の廃糖蜜の脱色に限外濾過膜又は逆浸透膜を用いることを検討し、いくつかの限外濾過膜及び逆浸透膜が検討されたが、スクリーニングにより選択したポリスルホンの逆浸透膜であっても、ファウリングによる処理能力の低下があるため濾過処理前に遠心分離による前処理を行う必要及び頻繁な膜洗浄が必要になるため、経済性に問題があり実用化は困難とされた。また同じ文献には、酵母培養廃液（発酵廃液）の膜による脱色について記載されており、使用できる膜として合成高分子系複合膜のスルホン化ポリエーテルスルホンの逆浸透膜（荷電膜）であり、0.2％（w/v）塩化ナトリウム水溶液を評価液として0.5 MPa、25℃で測定したときの塩阻止率が5％である膜が選択された。この膜は、塩阻止率からわかるように、非常に透過性が良く、透過水量も多い膜であった。
【００１３】
【特許文献１】特開平１１−３０４１２５号公報
【特許文献２】特開平１０−２５３０３４号公報
【特許文献３】特開平５−３３７４９７号公報
【特許文献４】特開２００２−８９８２０号公報
【特許文献５】特公昭５２−３２３２号公報
【特許文献６】特開昭５１−１４２８７７号公報
【特許文献７】特開昭４９−４６５７６号公報
【特許文献８】特開昭５９−１３８８０４号公報
【特許文献９】特開昭５７−１６７１５号公報
【特許文献１０】特開昭５２−５０８７８号公報
【特許文献１１】特開平１−３８１９３号公報
【非特許文献１】食品設備・機器事典編集委員会編集、「第２章  排水処理技術と装置」、食品設備・機器事典、産業調査会事典出版センター発行、1006〜1026頁、2002年7月
【非特許文献２】木下芳明、「噴霧燃焼法による濃厚廃液処理」、水質汚濁研究（日本水環境学会）Vol.12(2)、79〜86頁、1989
【非特許文献３】小澤洋一、「廃棄物・リサイクル  廃液焼却設備  液中燃焼を利用した廃液焼却技術の紹介」、環境浄化技術Vol.2(12)、60〜64頁、2003.
【非特許文献４】出口昌男、「液中燃焼式無機塩含有廃液焼却設備」、工業加熱Vol.36(1)、46〜54、1999
【非特許文献５】“Queensland Society of Sugar Technologists”The International Sugar Journal, 62〜64頁、1932
【非特許文献６】長瀬裕和、日野正夫、藤田洋久、「膜分離技術を用いた糖液清浄プロセス」、精糖技術研究会誌、Vol.50、5〜9頁、2002
【非特許文献７】岸原士郎、奥野雅浩、義本圭、細川友宏、藤本敏子、藤井聰、「膜分離による糖液精製が蔗糖の結晶化および吸着脱色に及ぼす効果」、精糖技術研究会誌、Vol.48、27〜34、2001
【非特許文献８】清水博・西村正人監修、「第８節  糖液の精製」、最新の膜処理技術とその応用、(株)フジテクノシステム発行、634〜638頁、1984年8月
【非特許文献９】中垣正幸監修、「第IV編  膜の応用・用途の実例  ６．糖液の脱塩」、普及版膜処理技術、(株)フジテクノシステム発行、144〜152頁、1999年2月
【非特許文献１０】食品産業膜利用技術研究組合編集委員会編集、「１２．廃糖蜜の清澄と脱色」、食品産業膜利用技術研究組合発行、353〜372頁、1987年9月
【非特許文献１１】膜利用技術研究会編集、「イースト製造排水の脱色と水の循環利用システムの開発」、食品産業における膜処理システム、143〜195頁、1989年11月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
（１）製糖廃液及び製糖廃蜜の発酵工程からの廃液は、大部分が水分であるが、不溶性の固形分、微生物難分解性の着色物質等の有機物又は灰分などを高濃度含む。該廃液は通常、メタン発酵処理後、活性汚泥処理されていた。しかし、この方法では、微生物難分解性の着色物質が処理後の液にそのまま移行してしまう。糖液に含まれる着色物質は、分子量1,000〜25,000程度の範囲内に分布し、特に分子量3,000以上の高分子の着色物質は微生物により分解されにくいことが知られている。この着色物質は非常に着色が強く、色度は下水処理場の処理水の数万倍に達するため、他の方法で着色物質を分解除去するか又は希釈放流をする必要がある。しかしながら、安価な着色物質の分解方法はこれまで実用化されていなかった。（２）各種廃液焼却処理法は、低公害型の優れた処理方法の一つに数えられるが、設備に対する初期投資費用が高く、加えて運転経費も高い。従って、該各種廃液焼却処理法は、砂糖又は発酵生産物等の製品に対するコスト負荷が大きくなり、食品工業では用い難いという問題があった。（３）肥料、飼料への利用では、廃液の発生量（供給側）と肥料・飼料の消費量（消費側）との需給関係が大きく変化する。近年では、経済性の点で他の肥料及び飼料への切り替えが進み、製糖廃液及び製糖廃蜜由来の飼肥料の消費量そのものが減少の一途をたどっているため、廃液が余剰する事態に陥る危険性が大きい。（４）バガス焚ボイラーなどのボイラーで燃焼する方法では、製糖廃液や製糖廃蜜を原料とする発酵廃液中には、多くの無機塩類が含まれ、特にボイラー燃焼において腐食の原因となる塩素イオン、及び腐食を促進するカリウムが多く含まれることから、スーパーヒーターに腐食を生じ、ボイラーを損傷するという欠点を有する。また、これらの無機塩は炉内で溶融温度以上に保たれなければ炉内に固着する。従って、炉が高温に耐えられる必要がある。また、炉床を有する炉では、炉底に固相化した無機塩が堆積し運転障害が発生するため、特殊な炉である必要がある。更に塩素イオンは焼却条件によりダイオキシンを発生することが知られており、廃棄物焼却施設の構造基準及び維持管理基準を満たさない一般的なボイラーで、塩素を多く含む廃液を焼却することは好ましくない。
【００１５】
従って、製糖廃蜜、製糖廃液、及び製糖廃蜜の発酵工程からの廃液を焼却処分するには、塩類、特に塩素イオンをこれら廃蜜または廃液から分離し、塩素イオンを含む廃液は排水処理を行い、残りを焼却する必要がある。この際、焼却処分を行う側の廃液に、着色成分が含まれる必要がある。前述の背景技術で述べたように、着色成分は通常の排水処理では分解されないからである。従って、簡便に着色成分と塩素イオンを分離する必要がある。
着色物質と塩素イオンを分離するためには、膜処理、イオン交換樹脂による分離、及び電気透析による分離が考えられる。しかし、これまでに製糖工場又は発酵工場で検討されてきた膜処理技術は、ほとんどが限外濾過膜を使用したものである。この際の分画分子量は数万という単位であるため、着色成分及び塩類より遙かに大きな異物を廃液から除くことが目的であった。従って、着色成分と塩類は分離していなかった。また、膜処理後のこれらの廃蜜及び廃液からの塩類除去には、電気透析が用いられ、膜処理は電気透析の前段階という位置づけであった。すなわち、従来の方法は、限外濾過と電気透析を組み合わせた膜処理技術である。これらの液は高濃度有機物廃液であるため電気透析及び限外濾過で使用される膜のファウリングを起こしやすく、また電気透析は設備が大きくランニングコストもかかる。従って、これらの液を電気透析又は限外濾過のいずれか一段階で脱塩することは難しい。別の技術として、着色成分除去に逆浸透膜を利用することが検討されたが、ファウリングの問題から実用化が難しく、塩類の挙動については不明であった。
【００１６】
また、塩素イオンを除くには、イオン交換樹脂による方法が考えられる。しかし、塩類濃度が非常に高い廃液、例えば塩濃度が固形分当たり30重量％を超えるようなクロマト分離廃液を樹脂処理すると、必要な樹脂量が多く、さらに樹脂の再生に多大なコストがかかり、実用的ではない。
【００１７】
このように、製糖廃蜜、製糖廃液、及び製糖廃蜜の発酵工程からの廃液の着色成分と無機塩類、特に塩素イオンの分離を一段階の膜処理で行う技術は知られていなかった。
【００１８】
以上のことから、前述したような従来の方法はいずれも問題を有しており、これら諸問題を解決した有効な廃液処理手段は未だ提案されていないのが現状である。そこで本発明は、製糖廃蜜、製糖廃液、及び製糖廃蜜の発酵工程からの廃液について経済的に実行可能であり、加えて低環境負荷型の有効な処理手段を提供することを解決すべき課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明者らは鋭意検討の結果、製糖廃蜜、製糖廃液、又は製糖廃蜜の発酵工程からの廃液を、合成高分子系複合膜である限外濾過膜又は逆浸透膜を用いて着色成分を含む濃縮液と塩素イオンを含む透過液とに分離することにより、前記の課題を効果的に解決することを見出し、本発明を完成させた。
また、本発明は、製糖廃蜜、製糖廃液、又は製糖廃蜜の発酵工程からの廃液を、分画分子量2,000以上4,000以下であり且つ合成高分子系複合膜である限外濾過膜を用いて着色成分を含む濃縮液と塩素イオンを含む透過液とに分離することを含む、廃液の処理方法を提供する。
さらに、本発明は、製糖廃蜜、製糖廃液、又は製糖廃蜜を発酵させて生じた廃液を、0.05％(w/v)以上3.5％(w/v)以下の塩化ナトリウム水溶液の塩阻止率が0.3 MPa以上5.6 MPa以下の圧力及び25℃の温度条件下で40％以上60％以下であり且つ合成高分子系複合膜である逆浸透膜を用いて着色成分を含む濃縮液と塩素イオンを含む透過液に分離することを含む、廃液の処理方法を提供する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、製糖廃蜜、製糖廃液、及び製糖廃蜜の発酵工程からの廃液の簡便で経済的な処理が可能となる。具体的には、以下のような利点が得られる。
（１）塩素イオンと着色成分の分離を一段階の膜処理で行うことができることから、工程が簡単になる。
（２）透過液は着色成分の量が低減されていることから、通常の生物処理法による排水処理が可能となる。
（３）濃縮液は塩素イオンの量が低減されていることから、ボイラーで濃縮液を焼却する場合、塩素イオンによるボイラー水管の腐食および減耗並びに有害物質の発生を軽減することができる。
（４）製糖工場では、既存のバガス焚ボイラーを利用して濃縮液を焼却処分することによって設備投資額を低減でき、ひいては製品に対するコスト負荷を軽減することができる。
（５）海洋投棄による自然環境に対する負荷を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための好適な実施形態について詳細に説明する。
「製糖廃蜜」とは、原糖製造工場で発生する１番蜜、２番蜜及び製糖廃蜜、精製糖製造工場で発生する洗糖蜜、１〜７番蜜及び精糖廃蜜、並びに甜菜糖製造工場で発生するビート廃蜜を意味するが、これらに類する廃蜜を含む。
「製糖廃液」とは、砂糖製造工程で生じた着色成分を含む廃液であり、クロマト分離処理してショ糖を回収した残りのクロマト分離廃液など、砂糖製造工程に由来する各種廃液を意味するが、これらに類する廃液も含む。製糖廃液は、その成分としてタンパク質、糖質、アミノ酸、有機酸などの有機物、生物難分解性着色成分、及び無機塩類を含む。
「製糖廃蜜の発酵工程からの廃液」とは、製糖廃蜜を原料とし、これを用いたアルコール発酵、アミノ酸発酵及びパン酵母発酵などの発酵工程からの廃液を意味するが、これらに類する廃液も含む。各種発酵廃液は、その成分としてタンパク質、糖質、アミノ酸、有機酸などの有機物、生物難分解性着色成分、及び無機塩類を含む。
【００２２】
製糖廃蜜のうち、例えば甘蔗原料糖廃蜜の分析値の一例を挙げると、水分21.6重量％、還元糖10.8重量％（グルコース及び果糖）、ショ糖32.1重量％、カリウム1.5 ％、ナトリウム560 ppm、カルシウム888 ppm、マグネシウム1,200mg/kg、鉄19 ppm、塩素イオン7,600 mg/kg、硫酸イオン9,300 mg/kgであった。
【００２３】
製糖廃液のうち、例えばクロマト分離廃液の分析値の一例は、水分56.0重量％、還元糖（グルコース及び果糖）3.1重量％、ショ糖3.9重量％、有機物24.7重量％、ナトリウム1,306 mg/kg、カリウム2,645 mg/kg、カルシウム56.6 mg/kg、マグネシウム44.2 mg/kg、塩素イオン2,841 mg/kg、鉄1,073 mg/kg、硫酸イオン3,261 mg/kg、及び液密度1200 kg/m2であった。
【００２４】
製糖廃蜜の発酵工程からの廃液の分析値の一例を挙げると、原糖廃蜜をアルコール発酵後蒸留して得た廃液は、水分90重量％、有機物8.5重量％、ナトリウム1.3 mg/kg、カリウム41.0 mg/kg、カルシウム13.3 mg/kg、鉄5.3 mg/kg、二酸化珪素5.2 mg/kg、塩素イオン17.9 mg/kg、リン酸イオン3.3 mg/kg、硫酸イオン16.4 mg/kgであった。
【００２５】
本発明において使用する膜の種類としては、合成高分子複合膜である限外濾過膜（分子量の違いにより高分子着色成分と塩素イオンとを分離する）及び逆浸透膜（分子量及び荷電の違いにより高分子着色成分と塩素イオンとを分離する）を用いることができる。本発明において「合成高分子複合膜」とは、膜本体が機能層（緻密層又はスキン層）及び支持層（多孔層）から成り、その両方が合成高分子でできている有機高分子膜を意味する。なお、糖蜜や製糖由来の廃液の膜処理に、セラミック又は金属などの無機膜を使用する場合、以下の問題があるため好ましくない。すなわち、無機膜は合成高分子複合膜と比較して比重が遙かに高い。従って、有効な膜面積を確保するためには設備が大きく重くなるという問題がある。さらに、無機膜は、有効な膜面積が確保できないと、すぐに目詰まり（ファウリング）が起こる。従って、薬品の洗浄の手間がかかることから、濾過の効率が悪くなるという問題が生じる。
【００２６】
本発明において「限外濾過膜（Ultrafiltration membrane、UF膜）」とは、一般に分子量の大きさに基づいて分離を行う圧力濾過に用いる膜であり、分画分子量により分離レベルが表現される膜である。通常分子量数千から数百万程度の領域で分画し、これは分子の大きさとして数nm〜数百nmの範囲の粒子の大きさに相当する。
【００２７】
本発明において「逆浸透膜（Reverse osmosis membrane、RO膜）」とは、一般に膜を介する溶液間の浸透圧差以上の圧力を高濃度液側に加え溶質の透過を阻止し、溶媒（多くは水）を透過させる液体分離法に用いる膜であり、塩阻止率により分離レベルが表現される膜である。水のみを透過させ純水を製造する際に使用する膜、溶質の濃縮に用いる膜、塩類及び低分子物質を透過させ分離する膜などがあり、限外濾過膜よりも小さい分子を透過させ分離する際に使用される。
【００２８】
本発明において、限外濾過膜は、塩素イオンと分子量3,000〜5,000にピークをもつといわれる着色成分を分離することができるものが好ましい。この膜により分離された濃縮液には生物分解性の悪い着色成分を含む高分子有機物が含まれ、一方透過液には塩素イオンを含む塩類などの低分子有機物及び無機物が移行する。
【００２９】
限外濾過膜として、分画分子量2,000以上4,000以下であり且つ合成高分子系複合膜を用いることができる。合成高分子系複合膜は、膜本体が平膜状であることが好ましい。
本発明において平膜状合成高分子系複合膜の「平膜状」とは、管状膜、中空糸膜と区別して用いられる表現であり、モジュールの型を示すものではない。合成高分子膜には、素材によりセルロース系膜、ポリアクリロニトリル系膜、ポリオレフィン系膜、ポリスルホン系膜、ポリエーテルスルホン系膜、ポリアミド系膜、ポリイミド系膜などがあり、各種有機ポリマーが素材として使用される。
【００３０】
また、限外濾過膜が、ポリアミド系膜であることが好ましい。さらに、限外濾過膜が、スパイラル型モジュールであることが好ましい。ポリアミド系膜とは、膜の機能層を構成するポリマーが主にポリアミドである膜であり、他の素材を併用していても、ポリアミドを主成分として使用しているものはこの範疇に含まれる。ポリアミド系膜と呼ばれるものの例は、テレフタル酸、ｍ−アミノベンズアミド、及びｍ−フェニレンジアミドから成る芳香族ポリアミド、イソフタル酸及びｍ−アミノベンゾヒドラジドから成るポリアミドヒドラジド、フマル酸及びジメチルピペラジンから成るポリピペラジンアミド、並びにｍ−フェニレンイソフタルアミド−テレフタルアミド共重合体から成る膜がある。本発明におけるポリアミド系膜はこれらの膜及び一般にポリアミド系膜として販売されているものを含む。
【００３１】
本発明において、限外濾過膜は、濃縮液側に着色成分を濃縮し、透過液側に塩素イオンを濃縮するような膜が望ましい。着色成分を通しにくい限外濾過膜は塩類も通しにくく、透過速度も低い傾向にあるため、これら相対する条件をできるだけ成立できる膜を選択する必要がある。この条件を満たすために、限外濾過膜の420 nm及び520 nmでの透過液側の脱色率が、いずれも好ましくは85％以上であり、さらに好ましくは90％以上である。吸光度420 nmと560 nmは、製糖工程の着色成分の吸収が大きい波長である。限外濾過膜の透過液側での塩素イオン濃縮率は、好ましくは105％以上であり、さらに好ましくは110％以上である。
【００３２】
具体的には、限外濾過膜として、分画分子量2,500のDESALGH UFエレメント（ＧＥウォーター・テクノロジーズ社製）及び分画分子量3,500のDESAL GK UFエレメント（ＧＥウォーターテクノロジーズ社製）を用いることができる。DESAL GH、DESAL GK膜は平膜状合成高分子系複合膜のポリアミド系膜である。DESAL GH、DESAL GK膜の最高使用温度はいずれも80 ℃であり、耐ファウリング性、耐薬品性を有する。
【００３３】
最高使用温度（℃）とは、膜の耐熱温度を示し、膜が使用できる最高の温度である。この温度は、膜をモジュールにしたときに使用できる最高の温度を示す。膜を工業的に使用する場合、広い面積をもつ膜を外装内にコンパクトに納めたモジュールにする必要がある。モジュールはエレメントとも呼ばれ、膜の他に、外装（アウターラップ）、集水管、原液が通るスペーサー、及び透過液が通るスペーサーなどにより構成される。これら構成成分の耐熱性により膜の最高使用温度が規定される。ポリアミド系膜自体の耐熱性は一般に90 ℃といわれているが、通常はモジュールを構成する膜以外の構成成分の耐熱性が膜より低い温度であるため、モジュールとしての膜の耐熱温度はこれより低く示される。特別な場合を除いて、膜の耐熱温度はその膜の一般的なモジュールの最高使用温度である。
【００３４】
ファウリングが起きると膜の透過性が悪くなり透過すべき物質が透過しないため膜の分離が悪くなり、液の溶媒も通りにくくなるため透過流速が低下しやすくなり、更に頻繁な洗浄を行うため洗浄液による劣化及び洗浄のための処理の休止が必要とされ、膜の寿命が短く、コストがかさむことになる。
【００３５】
限外濾過膜として、分画分子量2,000以上4,000以下の膜を用いることで着色成分と塩素イオンとが分離でき、また合成高分子系複合膜を用いることで膜の耐久性が増す上に膜のコストも抑えられる。また、ポリアミド系膜を用いることにより、ファウリング防止、耐熱性、及び耐薬品性を満足することができる。さらに、限外濾過膜は、平膜状の膜を用いたスパイラル型モジュールにすることができ、それによって広い膜面積でコンパクトな設備にすることができる。
【００３６】
逆浸透膜として、0.05％(w/v)以上3.5％(w/v)以下の塩化ナトリウム水溶液の塩阻止率が0.3MPa以上5.6MPa以下の圧力及び25 ℃の温度条件下で40％以上60％以下であり且つ合成高分子系複合膜を用いることができる。合成高分子系複合膜は、膜本体が平膜状であることが好ましい。
本発明において塩阻止率とは、塩除去率又は塩排除率と同じであり、0.3 MPa以上5.6 MPa以下の圧力及び25 ℃の温度条件下で0.05％(w/v)以上3.5％(w/v)以下の塩化ナトリウム水溶液を用いたときの塩の透過しにくさを百分率で示したものであり、100％から塩透過比率を引いたものである。すなわち、溶液中の塩の何パーセントが透過したかが塩透過比率であり、透過しなかった塩の比率が塩阻止率である。
【００３７】
また、逆浸透膜が、ポリアミド系膜又はスルホン化ポリエーテルスルホン系膜であることが好ましい。ポリアミド系膜とは、前記したとおりである。スルホン化ポリエーテルスルホン膜とは、ポリエーテルスルホン膜をスルホン化することにより得られた荷電膜であり、ポリアミド膜と同様耐熱性、耐ファウリング性、及び耐薬品性を有する膜である。スルホン化ポリエーテルスルホン膜は、膜の機能層を構成するポリマーにスルホン化ポリエーテルスルホンが含まれ、他の素材を併用していても、スルホン化ポリエーテルスルホンを使用し、荷電膜として販売されているものはこの範疇に含まれる。
【００３８】
本発明において、逆浸透膜は、濃縮液側に着色成分を濃縮し、透過液側に塩素イオンを濃縮するような膜が望ましい。着色成分を通しにくい逆浸透膜は塩類も通しにくく、透過速度も低い傾向にあるため、これら相対する条件をできるだけ成立できる膜を選択する必要がある。この条件を満たすために、逆浸透膜の420 nm及び520 nmでの透過液側の脱色率が、いずれも好ましくは90％以上であり、さらに好ましくは94％以上である。また、逆浸透膜の透過液側での塩素イオン濃縮率は、好ましくは105％以上であり、さらに好ましくは110％以上であり、最も好ましくは120％以上である。
【００３９】
具体的には、逆浸透膜として、NTR-7450（日東電工株式会社製）、NF270（ダウ・ケミカル・カンパニー製）、SW04(DRA4510)（ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社）を用いることができる。NTR-7450は、平膜状合成高分子系複合膜のスルホン化ポリエーテルスルホン膜であり、塩阻止率は40％、最高使用温度は90 ℃であり、耐ファウリング性を有する。NF270は、平膜状合成高分子系複合膜のポリアミド系膜であり、塩阻止率は40〜60％、最高使用温度は45 ℃である。SW04は、平膜状合成高分子系複合膜のポリアミド系膜であり、塩阻止率は15〜60％、最高使用温度は45℃である。
なお、下記実施例２及び実施例５において、SW04の透過速度は、Brix 5のクロマト分離廃液を65 ℃、約0.5MPaの圧力下で処理した場合、8 ml/30分と、他の膜（NTR-7450、NF-270）の透過速度に比べて低い。しかし、透過速度は、温度、圧力、廃液の性状例えばBrix、粘度等によって異なるものである。従って、温度、圧力を調節することによって、実用的に使用できる可能性はある。
【００４０】
本発明において、0.05％(w/v)以上3.5％(w/v)以下の塩化ナトリウム水溶液の塩阻止率が0.3 MPa以上5.6 MPa以下の圧力及び25 ℃の温度条件下で40％以上60％以下である逆浸透膜を用いることで着色成分と塩素イオンを好適に分離することができ、合成高分子系複合膜を用いることで膜の耐久性が増す上にコストも抑えられ、平膜状の膜を用いることでスパイラル型モジュールにすることができ広い面積でコンパクトな設備にすることができる。さらに、ポリアミド系膜又はスルホン化ポリエーテルスルホン系膜のいずれかを用いることによりファウリング防止、耐熱性、及び耐薬品性を満足することができる。
【００４１】
本発明において「焼却処分」として、噴霧焼却法、液中燃焼法、触媒湿式酸化プロセス、ロータリーキルン焼却、有機廃液・水エマルジョン焼却、流動層焼却法及び通常のボイラー焼却などの当業者にとって公知の方法を使用することができる。また、膜処理により得られた濃縮液と製糖工場で排出されるバガスとを一緒にすなわちバガスに濃縮液を噴霧して焼却してもよい。本発明の膜処理により得られた着色成分を含む濃縮液は殆ど塩素イオンを含まない。従って、通常のボイラーで燃焼焼却しても、ボイラーの腐食、運転障害は心配なく、特別な仕様である必要性がない。通常のボイラーとは、石炭、重油、都市ガス、プロパンガスなどを燃料として、通常1,000〜1,200 ℃で燃焼が行われる。
【００４２】
本発明において「排水処理」として、活性汚泥法、メタン発酵法など一般の生物処理、オゾン酸化法などの、既知の排水処理を用いることができる。本発明の膜処理により得られた塩素イオンの濃縮された透過液は、難分解性の着色物質を含まない。従って、透過液は、前記既知の排水処理で処理されることができる。
【００４３】
［実施例］
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例中の％は特に断りのない限り重量％を意味する。灰分（塩分）は、強熱残分（550 ℃、3時間）測定法を使用し測定した。塩素イオン量は、陰イオンクロマトグラフィーにより測定した。具体的には、DIONEX製イオンクロマト装置（型番QICアナライザー）、DIONEX製ガードカラム（IonPacAG4A-SC 4mm×50mm、10-32）、DIONEX製カラム（IonPacAS4A-SC 4mm×50mm、10-32）、及びDIONEX製サプレッサー（AMMS III 4mm）を用い、室温下、流速1.6 ml／分で測定した。ナトリウムイオン及びカリウムイオンの量は、陽イオンクロマトグラフィーにより測定した。具体的には、DIONEX製イオンクロマト装置（型番QICアナライザー）、DIONEX製ガードカラム（IonPac CG12 4mm×50mm、10-32）、DIONEX製カラム（IonPac CS12 4mm×50mm、10-32）、及びDIONEX製サプレッサー（CMMS II）を用い、室温下、流速1.1 ml／分で測定した。
【実施例１】
【００４４】
撹拌型ウルトラホルダーUHP−76K（アドバンテック東洋株式会社製）に下記表１に示すUF膜（直径76 mm）を夫々取付けた。甘蔗糖製造工程の二番蜜をイオン交換クロマトグラフィーで分離したクロマト分離廃液（下記表２参照）300 ml（65℃）を原液として撹拌型ウルトラホルダーに供し、撹拌子を一定の速度で攪拌しながら、ヘリウムにより約0.5MPaの圧力をかけて濾過を行い、濃縮液と透過液を得た。濾過時には攪拌型ウルトラホルダーを65 ℃の水に浸漬し、濾過時の液温を65 ℃に保った。各膜における初期透過速度を30分間当たりの透過量として測定した。また、透過液の色を目視で評価した。対照は、膜処理しないクロマト分離廃液である。透過液の色の評価は、濃褐色、褐色、淡黄色、無色の４段階で評価した。結果を下記表３に示す。
【００４５】
【表１】
0004678831.tif 000002
DESAL GK、DESAL GH（ＧＥウォーター・テクノロジーズ社製）
【００４６】
【表２】
0004678831.tif 000003
【００４７】
【表３】
0004678831.tif 000004
【００４８】
実施例１のUF膜はいずれも透過速度が20 ml／30分以上であり、透過色の色が淡黄色であった（表３）。なお、膜の耐熱性が低いと、工程から得られた直後の高温（60 ℃以上）の糖蜜又は廃液を処理することができない。また、耐ファウリング性が低いと、膜が詰まりやすく透過速度が低くなるため単位時間当たりの廃液処理量が低下し、且つ洗浄を繰り返すためランニングコストがかかる。さらに、耐薬品性が低いと膜の洗浄に用いる薬剤、例えば次亜塩素酸ナトリウムなどにより劣化しやすく、膜寿命が短くなる。実施例１のUF膜は、これら特性の面でも問題がない（表１）。
【実施例２】
【００４９】
下記表４に示すRO膜（直径76 mm）を使用して、実施例１と同様の方法により、初期透過速度の測定、及び透過液の評価を行った。原液は、実施例１と同じである。結果を表５に示す。
【００５０】
【表４】
0004678831.tif 000005
NTR-7450（日東電工株式会社製）
NF270（ダウ・ケミカル・カンパニー製）
SW04（ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社）
【００５１】
【表５】
0004678831.tif 000006
【００５２】
実施例２のRO膜は、透過液が淡黄色であった（表５）。また、NTR-7450は、上記特性の面でも問題がない（表４）。
【００５３】
［比較例１］
下記表６に示すRO膜（直径76 mm）を使用して、実施例１と同様の方法により、初期透過速度の測定、及び透過液の色の評価を行った。原液は、実施例１と同じである。結果を表７に示す。
【００５４】
【表６】
0004678831.tif 000007
NTR-7410（日東電工株式会社製）
DESAL DK（ＧＥウォーター・テクノロジーズ社製）
DRC3000（ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社）
NF90（ダウ・ケミカル・カンパニー製）
PES10（ナディアフィルトレーション社製）
【００５５】
【表７】
0004678831.tif 000008
【００５６】
［考察］
非特許文献１１で酵母発酵廃液の脱色にNTR-7410を用いることが検討されている。しかし、比較例に記載のとおり透過性が高すぎて、着色成分もかなり透過してしまい、本発明の目的にとって満足のいく結果を得ることができなかった。
【実施例３】
【００５７】
撹拌型ウルトラホルダーUHP−76K（アドバンテック東洋株式会社製）に実施例１と同じDESAL GK膜（直径76 mm）を取付けた。甘蔗糖製造工程の廃糖蜜（Brix 81.4）をBrix 5に希釈した液300 ml（65 ℃）を撹拌型ウルトラホルダーに供し、撹拌子を一定の速度で攪拌しながら、ヘリウムにより約0.5MPaの圧力をかけて濾過を行った。濾過時には攪拌型ウルトラホルダーを65 ℃の水に浸漬し、濾過時の液温を65℃に保った。濃縮液量が100 mlになったところで、濃縮液側に蒸留水200 mlを加えて再度濾過を行い、この操作を2回繰り返し濃縮液と透過液を得た。
得られた濃縮液の灰分、塩素イオン量を測定するために、濃縮液100 mlを凍結乾燥し、褐色の粉末1.1 gを得た。結果を表８に示す。
【００５８】
【表８】
0004678831.tif 000009
【００５９】
この結果、濃縮液の灰分、塩素イオンの量は、原料である廃糖蜜に比べて減少した。
このことにより、ボイラーで焼却する場合のボイラー水管の腐食および減耗を軽減することができる。
【実施例４】
【００６０】
下記表９に示すUF膜（直径76 mm）を用いて、実施例1と同様の方法により、クロマト分離廃液（実施例１のクロマト分離廃液とロットは異なる）を原液として実験室レベルの膜透過試験を行い、脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度を夫々求めた。原液の420 nm、560 nmでの吸光度は夫々1.373、0.300であり、塩素イオン濃度は2,628（ppm）であった。
（脱色率）
脱色率は、420 nmと560 nmの吸光度での原液の吸光度と透過液の吸光度を夫々測定し、次式に従い算出した。吸光度420 nmｍと560 nmは、製糖工程の着色成分の吸収が大きい波長である。
脱色率（％）＝(原液の吸光度−透過液の吸光度)÷原液の吸光度×100
原液の吸光度は、原液を蒸留水で10倍希釈して測定した。透過液の吸光度は、透過液を蒸留水で10倍希釈して測定した。
脱色率の評価基準は、以下の通りである。
○：420 nmでの脱色率が、90％以上且つ520 nmでの脱色率が90％以上である
×：420 nmでの脱色率が、90％未満又は520 nmでの脱色率が90％未満である
（塩素イオン濃縮率）
塩素イオン濃縮率は、透過液80 mlが得られるまでの透過液をよく撹拌して均一化して、塩素イオン濃度を測定し、原液の塩素イオン濃度を100％とした値を算出した。
塩素イオン濃縮率の評価基準は、以下の通りである。
○：105％以上
×：105％未満
（透過速度）
初期透過速度は、透過開始から30分間に得られた透過液量を示した。
透過速度の評価基準は、以下の通りである。
○：5ｍｌ以上
×：5ｍｌ未満
結果を表９に示す。
【００６１】
【表９】
0004678831.tif 000010
【００６２】
DESAL GK及びDESAL GHのいずれも脱色率（420 nm、560 nm）が90 %以上であり、特に560 nmでの脱色率は97 %以上であった。また、塩素イオン濃縮率が上昇していることから、透過液側に塩が濃縮された。これら結果より、濃縮液側と透過液側とで、着色成分と塩素イオンとが夫々分離されている（すなわち濃縮されている）。さらに、初期透過速度は、19 ml、34 mlという高い値であった。
【００６３】
［比較例２］
下記表１０に示すUF膜（直径76 mm）を使用して、実施例１と同様の方法により、クロマト分離廃液を原液として実験室レベルの膜透過試験を行い、脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度を夫々求めた。脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度の評価基準は、実施例４と同じである。原液は、実施例４と同じである。
結果を表１０に示す。
【００６４】
【表１０】
0004678831.tif 000011
DESAL GE、DESAL GM、DESAL PW（ＧＥウォーター・テクノロジーズ社製）
UK-10（アドバンテック東洋株式会社製）
NTU-3150（日東電工株式会社製）
【００６５】
ＤＥＳＡＬ ＧＥは、初期透過速度が15とそれ程よくなく、且つ420nmでの脱色率が90％未満であった。ＤＥＳＡＬ ＧＥ以外の膜は、初期透過速度は40を超えている点で優れている。しかし、420nm及び560nmのいずれの脱色率においても90％以下であった。また、塩素イオン濃縮率は、DESAL PW、NTU-3150において、濃縮されていなかった。従って、表１０に示す膜では、塩素イオンと着色成分を分離することが難しい。
【実施例５】
【００６６】
下記表１１に示すRO膜（直径76 mm）を用いて、実施例１と同様の方法により、クロマト分離廃液を原液として実験室レベルの膜透過試験を行い、脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度を夫々求めた。脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度の評価基準は、実施例４と同じである。原液は、実施例４と同じである。
結果を表１１に示す。
【００６７】
【表１１】
0004678831.tif 000012
【００６８】
NTR-7450、NF270及びSW04のいずれの膜においても脱色率（420 nm、560 nm）が94％以上であり、特に560nmでの脱色率は99％以上であった。また、塩素イオン濃縮率が115％以上であることから、透過液側に塩素イオンが濃縮されている。このことにより、濃縮液側と透過液側とで、着色成分と塩素イオンとが夫々分離される（すなわち濃縮される）。さらに、初期透過速度は、8〜33 mlであった。
【００６９】
［比較例３］
下記表１２に示すRO膜（直径76 mm）を使用して、実施例１と同様の方法により、クロマト分離廃液を原液として実験室レベルの膜透過試験を行い、脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度を夫々求めた。脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度の評価基準は、実施例４と同じである。原液は、実施例４と同じである。
結果を表１２に示す。
【００７０】
【表１２】
0004678831.tif 000013
DRC-1000S（ダイセン・メンブレン・システムズ株式会社）
【００７１】
NTR-7410、DRC-1000S及びPES10の初期透過速度は20を超えている点で優れているが、DESAL DKの初期透過速度は4であり、十分な初期透過速度ではなかった。DESAL DK及びNTR-7410を除き、脱色率は90％未満であった。また、塩素イオン濃縮率は、DRC-1000Sにおいて、濃縮されていなかった。従って、これらの膜は、脱色率、塩素イオン濃縮率、透過速度のいずれか一つ以上の点で劣っていた。
【実施例６】
【００７２】
（実機による脱塩率テスト）
製糖工場から得た廃糖蜜（Brix 86.2）18ｋｇを蒸留水にてBrix 20に希釈し、パン酵母（サッカロミセス・セルビシエ；Saccharomyces cerevisiae IFO3040）を接種した後、好気条件下において37℃、24時間培養した。得られた培養液を8,000×gで15分間遠心分離し、その上清を東洋濾紙No.2で吸引濾過した。本濾液を凍結乾燥した結果、8.0 kgの褐色粉末（発酵工程からの廃液）を得た。この粉末に純水200 Lを加え、60 ℃でスパイラル型限外濾過モジュールDESAL GK8040（ＧＥウォーター・テクノロジーズ社製）により限外濾過し、濃縮液50Ｌを得た。この濃縮液に純水を150 Ｌ加えた後、再びスパイラル型限外濾過モジュールDESAL GK8040により限外濾過し、濃縮液50 Ｌと透過液を得た。
なお、スパイラル型限外濾過モジュールDESAL GK8040は、実施例１、３で使用したDESAL GK膜と同じ膜を使用しモジュール型にしたものである。
得られた濃縮液の灰分、塩素イオン量を測定するために、得られた濃縮液全量（50L）を凍結乾燥し、褐色の粉末2.7 kgを得た。結果を表１３に示す。
【００７３】
【表１３】
0004678831.tif 000014
【００７４】
この結果、濃縮液の灰分、塩素イオンの量は、発酵工程の廃液に比べて減少した。
このことにより、ボイラーで焼却する場合のボイラー水管の腐食および減耗を軽減することができる。
【実施例７】
【００７５】
（実機による脱塩率テスト）
甘蔗糖製造工程の二番蜜をイオン交換クロマトグラフィーにより砂糖を回収した後の廃液であるクロマト分離廃液（Brix5、75 ℃）10 m3をスパイラル型限外濾過モジュールDESAL GK8040（膜面積22.3 m2、膜入口圧力1MPa）（ＧＥウォーター・テクノロジーズ社製）により濾過した。濾過条件は、通液初期の膜への通液流量を6.3m3/hr、透過液回収流量を0.6 m3/hr、濃縮液回収流量を0.3 m3/hr に設定した。その結果、濃縮液3 m3と透過液6m3を回収した（工程１）。回収した濃縮液3 m3に、水3 m3を添加して混合した後、上記と同様にスパイラル型限外濾過モジュールDESAL GK8040（膜面積22.3 m2）（膜入口圧力1 MPa）により濾過した。濾過条件は、通液初期の膜への通液流量を5.3m3/hr、透過液回収流量を0.6 m3/hr、濃縮液回収流量を0.4 m3/hrに設定した。その結果、濃縮液3 m3と透過液2 m3を回収した（工程２）。
得られた濃縮液のナトリウムイオン、カリウムイオン及び塩素イオンの量を測定するために、工程１、工程２で回収した濃縮液のうち1kgを凍結乾燥し、褐色粉末64.46 g、51.56gを夫々得た。結果を表１４に示す。
【００７６】
【表１４】
0004678831.tif 000015
【００７７】
この結果、工程１で回収した濃縮液のナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンの含量はクロマト分離廃液に比べて減少し、且つ工程２で回収した濃縮液のナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンの含量は工程１で回収した濃縮液に比べて減少した。
このことにより、ボイラーで焼却する場合のボイラー水管の腐食および減耗を軽減することができる。
【実施例８】
【００７８】
（膜脱塩廃液の焼却試験）
実施例７と同様の膜処理をおこない、工程２の濃縮液を回収した。該濃縮液を約Brix 50に減圧濃縮した。該液を150 L/hrで、8.3 t/hrで発生するバガスに噴霧してストーカー型バガス焚ボイラー（商品名：N-900型自然循環式ボイラー、タクマ社製）にて燃焼した（圧搾能力約900 t／日の製糖工場）。廃液投入前と燃焼時とを比較して、水管へのスラグ付着が多少見られる他、ボイラー運転上の大きな変化は見られなかった。14日間連続で燃焼した後、ボイラーを停止し、内部を観察した。その結果、スーパーヒーターの腐食は見られず、ストーカー上にも大きなクリンカーが発生することも無かった。本結果より、膜処理した廃液は燃焼に支障のないことが確認された。
【実施例９】
【００７９】
（実機による長期連続処理試験）
甘蔗糖製造工程から連続的に排出されるクロマト分離廃液（Brix  3.5〜5.5、約75℃）を使用して、長期連続膜処理試験を行った。スパイラル型限外濾過モジュールDESAL GK8040を16本内蔵したUF装置を使用して、該クロマト分離廃液を膜処理した。同型のUF装置2機（No.１及びNo.２）を設置し、一方のUF装置が運転中に他方のUF装置が洗浄されるように、6時間ごとに運転・洗浄を互いに切り替えた。膜透過後の透過液と一部の濃縮液は装置外へ排出され、残りの濃縮液は循環液として再度UF装置に処理液として透過された。残りの濃縮液を循環液として再度処理するのは、濾過処理の線速度を速くするためである。透過液と排出される濃縮液の合計量と同量になるように、新たなクロマト分離廃液を循環液通液に追加した（すなわち、追加するクロマト分離廃液＝透過液の量＋排出される濃縮液の量）。UF装置におけるクロマト分離廃液、濃縮液、透過液、循環液の流れの概念図を図３に示す。
【００８０】
UF装置No.１及びNo.２の液温（℃）、UF装置入口圧力（MPa）、濃縮(出)液圧力（MPa）、透過(出)液流量（m3/h）、濃縮(出)液流量（m3/h）、循環液(供給液追加前)流量（m3/h）を夫々１日おきに測定し、その変化を図１及び図２に夫々示した。UF装置の洗浄は、水洗後、0.1％苛性ソーダ入り100 ppm次亜塩素酸ナトリウム溶液で洗浄し、最後に水洗するという手順で行った。
【００８１】
また、長期処理の前後において、膜の処理能力がどのように変化したかを確認するために、420nmでの吸光度、560nmでの吸光度、塩素イオン濃度、硫酸イオン濃度、ナトリウムイオン濃度、カリウムイオン濃度、導電率、及び全溶存固形物質（TDS）を測定した。吸光度は、蒸留水で50倍希釈した液の測定値を示した。
その結果を表１５に示す。
【００８２】
【表１５】
0004678831.tif 000016
【００８３】
その結果、UF装置2機とも、液温、UF入口圧力、濃縮液圧力、透過液流量、濃縮液流量、循環液流量は、試験期間中（68日間）安定していた。また、膜の脱色能力及び塩素イオン濃縮能力は、長期処理によって低下しなかった。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、製糖廃蜜、製糖廃液、又は製糖廃蜜の発酵工程からの廃液を膜処理することによって着色成分を含む濃縮液と塩素イオンを含む透過液とに分離することを含む廃液の処理方法を提供する。従って、本発明は、産業上の利用可能性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１−１】UF装置No.１の透過液量、濃縮流量、循環流量、液温を示す図である。
【図１−２】UF装置No.１のUF入口圧、濃縮液圧、液音を示す図である。
【図２−１】UF装置No.２の透過液量、濃縮流量、循環流量、液温を示す図である。
【図２−２】UF装置No.２のUF入口圧、濃縮液圧、液音を示す図である。
【図３】UF装置No.１及びNo.２におけるクロマト分離廃液、濃縮液、透過液、循環液の流れの概念図である。
【符号の説明】
【００８６】
１  UF装置
２  UF膜モジュール
【図１−１】
0004678831.tif 000017
【図１−２】
0004678831.tif 000018
【図２−１】
0004678831.tif 000019
【図２−２】
0004678831.tif 000020
【図３】
0004678831.tif 000021