(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機固形物を含んだ廃液から有機物を除去する方法において、前記有機物の溶液を準備するステップと、０．５％〜１．５％（ｗ／ｖ）のＭｇＣｌ２  溶液を、廃棄物質の容積比で０．５％〜５．０％間のＭｇＣｌ２となるに効果的な量で、有機物を含む前記溶液に添加するステップと、少なくとも０．０５％（ｗ／ｖ）のＡｌＣｌ３  溶液を有機物とＭｇＣｌ２  とを含む前記溶液に添加するステップと、ペーハーを少なくとも８．５まで上昇させるステップと、重合体の凝集剤を添加して凝集させて前記溶液の有機物を沈殿させるステップと、有機固形物を分離沈殿させるステップとを備えており、有機物を除去するために用いられるＦｅＣｌ３  の使用が避けられることを特徴とする食品加工工場における有機廃液処理方法。
【請求項２】
液体のＢＯＤを７５０ｐｐｍ未満まで減少させるステップを含んだことを特徴とする請求項１に記載の食品加工工場における有機廃液処理方法。
【請求項３】
分離した有機固形物を調理・乾燥させるステップと、分離処理された有機固形物から動物飼料を生産するステップとを含んだことを特徴とする請求項１に記載の食品加工工場における有機廃液処理方法。
【請求項４】
前記有機溶液は、食肉加工工場からの廃液を含むことを特徴とする請求項１に記載の食品加工工場における有機廃液処理方法。
【請求項５】
前記ＭｇＣｌ２  溶液は、廃棄物質の容積比で０．７５％〜１．５％間のＭｇＣｌ２  となるに効果的な量で添加されることを特徴とする請求項１に記載の食品加工工場における有機廃液処理方法。
【請求項６】
前記ＡｌＣｌ３  溶液は、０．５％〜０．２５％（ｗ／ｖ）間の量で添加されることを特徴とする請求項１に記載の食品加工工場における有機廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、有機廃液処理方法に関するものであり、特に、廃液流に含まれる脂肪、血液、組織やその他の有機固形物を再利用するために食肉加工工場の廃液処理方法に関するものである。
【０００２】
（背景技術）
食肉加工工場では日々多量の有機性廃棄物が発生するとともに、その廃棄物の処理は困難でコストがかかることが知られている。食肉加工工場の廃液（廃液流）には、一般的に血液や脂肪、筋肉、骨、腸の内容物が含まれており、多量の洗浄水に混入してしまう。したがって、適切に廃液を処理しなければ、水を汚染し、またその処理に伴って失われる有機物は多量になる。
【０００３】
環境的理由のみならず経済的理由から、多くの食肉加工工場においては、廃液処理水に含まれる有機固形物質を再生利用するよう試みている。上記のように、有機性廃液における除去は、環境の見地からして重要である。また実際に、連邦政府および地方自治体でも、下水道や河川、汚水処理場へ排出される汚水における全溶解固形物や、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）、生物学的酸素要求量（ＢＯＤ）、全有機炭素（ＴＯＣ）に対して、厳しい規制を通常設けている。
【０００４】
これらの基準を満たすには、一般的には、廃棄物質を強力なＦｅＣｌ３  で処理し、それからカチオン性あるいはアニオン性重合体を添加して凝集（フロキュレーション）を誘発して、固形物除去を促進する。この方法は、約６という低いペーハーで行われる。
【０００５】
上記の方法は、一般に水を効果的に浄化できるが、除去された固形物は、商品価値を有していない。多くの動物はＦｅＣｌ３  を多量に含んだ飼料は食しないという事実から、除去された固形物は、特に動物飼料として許容されない。したがって、除去された有機固形物は、ゴミ投棄場に運ばれそこに捨てられるのが一般である。輸送費用・投棄費用が高くなるのみならず、既に一杯のゴミ投棄場にさらに堆積することになる。
【０００６】
したがって、商品価値を有する製品を生産可能に廃液から有機物質を除去する必要がある。本発明は、その必要性に関するものである。
【０００７】
（発明の開示）
本発明の一態様を簡潔に述べると、本発明は、有機廃液を処理して有機固形物を廃液から大幅に取り除く方法を提供するものである、好適な方法は、従来のＦｅＣｌ３  の代わりに、ＭｇＣｌ２（および少量のＡｌＣｌ３  の場合もある）を加工工場廃液に添加して用いるものであるとともに、ペーハーを少なくとも約７．０にまで調整するものである。それから、従来技術のように重合体の凝集剤を添加し、遠心分離により固形沈殿物を除去する。
【０００８】
除去された有機物は、動物飼料として有用であり、よって、商品価値を有する製品を作成しつつ廃棄物処理問題を最小限にする。
【０００９】
また、本発明の目的の一つは、ＦｅＣｌ３  を多量に添加せずに廃液流を処理する方法を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、浄化した液体のＢＯＤレベルを８００ｐｐｍ未満にまで減少する方法を提供することにある。
【００１１】
以上の目的および利点は、以下の記述により明らかになる。
【００１２】
（発明を実施するための最良の形態）
本発明の原理をより良く理解するため、好適な実施例を記述し、特定の用語を用いてその趣旨を述べる。ただし、本発明の範囲を限定する意図はない。本発明の改変やさらなる変更、またここで示される本発明の原理の応用は、本発明に関連する通常当業者が熟考できるものである。
【００１３】
簡潔に上に記したように、本発明は、廃液から有機物を除去する方法を提供するものである。廃液には、植物性物質あるいは動物性物質が含まれうる。典型例としては、廃液には、動物性食品工場からの血液、細かい骨、筋肉等といった有機動物性物質が含まれている。当業者が認めるように、その他の有機廃液は、本発明によって処理しうる。
【００１４】
精肉工場からの廃液には、一般に濃度０．３％〜３％（あるいはそれ以上）の動物性有機物質が含まれており、濃度約１％が最も典型である。本発明の方法は、この濃度全体にわたって適用できるのであり、廃液に応じて種々の成分量を調整できる。工場からの廃液における固形物の濃度や構成を判断および／または制御することは困難であり、また通常変動するものであると当業者は認識する。以下に示す方法および量は、それらの変動を考慮して典型的な範囲から変更しうるものである。
【００１５】
本発明の一態様において、従来技術で用いるＦｅＣｌ３  （全部あるいは大部分）のかわりに、２種類の塩を用いる。第１の塩は、有機廃液に溶解される可溶性マグネシウム塩である。マグネシウム塩は、その他の物質と結合させるため、有機物質の凝集を誘導するに効果的な量で用いられる。そのマグネシウム塩は、ＭｇＣｌ２であるのが好ましい。
【００１６】
好適な実施例においては、廃液１０００リットルにつき１〜１０リットルの工業銘柄ＭｇＣｌ２  （約３２％のＭｇＣｌ２  溶液）が、廃液に添加される。廃液１０００リットルにつき２．０〜４．０リットルがより好ましいが、マグネシウム化合物をより多量添加しても、経済的悪影響以外の悪影響は生じない。その他の好適な実施例においては、容積比約０．５〜５．０％の廃棄物質となるようＭｇＣｌ２  が添加されるが、０．７５〜１．５％がより好ましい。
【００１７】
いくつかの実施例においては、少量の可溶性アルミニウム基化合物（好ましくはアルミニウム塩）をＭｇＣｌ２  に加えて廃液に溶かすと、廃液成分凝集を高める。アルミニウム塩の多くを用いることができるが、ＡｌＣｌ３  、アラム、アルミニウムクロロヒドラート、スルホン化ＰＡＣ（塩化アルミニウムおよびアクリルアミド）、硫酸アルミニウムが、現在のところ最も効果的である。ＡｌＣｌ３  が最も好ましい。
【００１８】
マグネシウム化合物の場合と同様に、アルミニウム塩は、ＭｇＣｌ２  および重合体とともに凝集を誘導するに効果的な量で用いられる。アルミニウム塩（ｗ／ｖ）の効果的な量は、一般に、約０．０５％〜約０．２５％である。５０％溶液の場合、廃液１０００リットルにつき約０．１〜０．５リットルが好ましいが、ＭｇＣｌ２  の場合と同様に、廃液によっては幾分より多量に用いても良い。
【００１９】
アルミニウム塩を添加すると、溶液のペーハーを６．０にまで、あるいはそれ以下に下げるが、ペーハーは７．０以上まで上昇させた方が好ましい。より好ましくは、ペーハーは約８．０でなければならず、ある特定の廃液流の場合は、ペーハーは約９〜約１０の間が好適である。あらゆるペーハーを上げる塩基を用いることができるが、現在のところＮａＯＨがかなり効果的に機能する。一般的に、廃液１０００リットルにつき約０．５〜２リットルのＮａＯＨ（５００／ｃ苛性ソーダ溶液）が必要である。その量は、処理される有機廃液に応じて変化する。公知技術のように、ペーハーを観測して適切なレベルを確保するようにしなければならない。ある好適な実施例においては、この方法で使用する設備が被害を受けないように、ペーハーは、９よりわずかに低い値に保たれる。
【００２０】
このようにして処理される溶液は、塩が廃液と完全に混和するように攪拌するのが好ましい。公知技術のように、混和する装置はどのような型のものを用いてもよい。
【００２１】
重合体の凝集剤は、廃液中の有機固形物を凝集させるに効果的の量で、その溶液に添加される。公知技術のように、多くの市販の重合体は、凝集剤として効果的である。再生された有機物質を動物飼料として用いる場合、有毒な重合体を避けられなければならないことは認識されている。
【００２２】
特に本方法で有用なものは、カチオン性アクリルアミド共重合体塩である。特に、ＳＡＬケミカル社（ウェストヴァージニア州ウィアトン）のＳａｌｆｌｏｃ４７００を好ましくは用いる。典型的な廃液においては、好ましくは、廃液２５０ミリリットルにつき、１％のＳａｌｆｌｏｃ４７００溶液を２〜３ミリリットル添加する。
【００２３】
別の実施例では、アクリルアミドおよびアクリル酸ナトリウムの共重合体を用いてもよい。例えば、ＳＡＬケミカル社（ウェストヴァージニア州ウィアトン）のＳａｌｆｌｏｃ６９５０を添加し、それが最も有効であると証明された。その典型的な量は、好ましくは、一般的な廃液２５０ミリリットルにつき、１％の溶液２〜３ミリリットルである。
【００２４】
さらに別の実施例において添加されるアルミニウム化合物は、塩化アルミニウムとアクリルアミドとを含むスルホン化ＰＡＣである。廃液および添加量によるが、スルホン化ＰＡＣのアクリルアミドが凝集を完了するので、それ以上の重合体を添加する必要がなくなる。
【００２５】
最も効果的に凝集を誘導するには、マグネシウム塩、アルミニウム塩を順次添加し、最後に重合体を添加するのがよい。さらに、ペーハーを絶えず監視して好適なレベルに維持する場合でも、アルミニウム塩を添加すると一般的にペーハーを下げることは認められているので、重合体を添加する前に７．０を超えるまでペーハーを上昇させるために塩基の添加が必要となる。とはいえ、当業者は、条件が許せば処理工程を変化、特に連続的な方法に転換させてもよい。上記のようなアルミニウム塩および重合体の凝集剤とを備えたＰＡＣを使用した場合と同様に、いくつかのステップを組み合わせてもよい。
【００２６】
凝集の後に、溶液から有機物沈殿物が除去される。工業用途においては、気泡を添加すると凝集した物質が浮び上がるので、起泡分離（ＤＡＦ）設備の上部からすくい取る。凝集した物質を除去するには、当業者周知の他の方法を用いてもよい。
【００２７】
大部分の有機物が凝集すると、本来の物質特性や凝集・除去の程度によるが、上澄み液は一般的にＢＯＤが８００ｐｐｍ以下になる。全溶解固形物は、一般的に廃液１００ミリリットルにつき約６０ミリグラム以下まで減少する。多くの場合、全溶解固形物は１００ミリリットルにつき約３０ミリグラムにまで減少する。
【００２８】
もし流体部分中に色あるいは残留物質が残っていれば、さらに固形物分離の後の液体清浄あるいは浄化が必要となる。したがって、本発明の別の実施例においては、酸化剤を効果的な量で添加して、さらなる清浄処理をし、環境基準を満たすためさらにＢＯＤ・ＣＯＤ含量を減少させるのが好ましい。この清浄には、特に次亜塩素酸ソーダあるいは過酸化水素が有効なので、残留色を除去し良好な環境レベルの有機汚染レベルにするに効果的な量を添加しなければならない。容積比０．０５〜０．２％の上澄みの割合で、５．２５％の次亜塩素酸ソーダあるいは３．０％の過酸化水素を添加するのが一般的である。それから標準的な水質検査をして、環境適合性を計測する。
【００２９】
工業用途においては、凝集物質をＤＡＦおよび／またはシャープルズ型遠心分離装置に移して、浄化液体から有機物を分離するのが好ましい。そして、液体を例えば廃棄物処理工場に圧水する。
【００３０】
主に本方法はＦｅＣｌ３の多量添加を避けるので、除去された有機物を含む凝集物質は、経済的な用途に用いることができる。個々の適用については、例えば、凝集による製品中のタンパク量や栄養価によって異なる。
【００３１】
一つの適用としては、ＦｅＣｌ３を使用しない場合、製品の栄養価が高くなり、美味さを増しおよび／または毒性が減少する。そのために、動物飼料成分としても用いることができる製品を生産できる。本方法によって廃液から除去された有機物を豚食餌に混入させた場合、消化性が高いことが試験によって明らかになった。
【００３２】
上記の方法を用いた具体例について言及する。好適な実施例をより完全に示すために以下の例を記述するのであり、それによって本発明の範囲を限定する意図はない。実施例では、有機物質を廃液から除去する好適な物質と量が示される。除去された物質は、動物飼料成分としても使用できる。
【００３３】
実施例１〜７
食肉工場からの典型的な廃液をフラスコに注入し、中間ペースで撹拌した。この物質の有機濃度は、０．１％〜０．８％間であった。以下の表には、フラスコの容量、最初のペーハー、ＭｇＣｌ２  の量（３２％溶液）、アルミニウム化合物の量・種類、およびＮａＯＨの量が示されている。それに続いて、ＳＡＬケミカル社（ウェストヴァージニア州ウィアトン）のＳａｌｆｌｏｃ６９５０が１％の溶液を２５０ミリリットルにつき２〜３ミリリットルで添加したことも示されている。重合体を添加する直前に、約１５〜２０秒間溶液を撹拌した。各場合において、重合体を添加してすぐに凝集が起こった。固形物質が沈澱する約１０〜３０秒の後に、流体部分の試験が行われ、ＢＯＤが約５００ｐｐｍ未満であることがわかった。
【００３４】
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【００３５】
実施例８
最初の濃度・廃液物質の組成の場合や、実施例１〜７のように化学処理量や種類を変化させた場合、沈澱重合体を添加しても、ＣＯＤあるいはＣＢＯＤは良好なレベルにまでは完全に減少しなかった。さらに、場合によっては流体部分に残留色が残った。これらのケースにおいて、流体部分をその後除去し、個別のラボビーカーに投入して軽く攪拌した。次亜塩素酸ソーダ（５．２５％）を容積比０．０５〜０．２％で添加した。あるいは、過酸化水素（３．０％）を容積比０．０５〜０．２％で添加した。いずれの場合においても、溶液を１０〜２０秒間撹拌し、水のＣＯＤ・ＣＢＯＤと水質基準適合性を判定する試験を行った。次亜塩素酸ソーダあるいは過酸化水素を添加すると、残留色を除去し、水が水質基準に適合するようになることが分かった。
【００３６】
実施例９
実施例１〜７の方法の実験規模を拡大し、毎分５００〜６００ガロンで操業する工場で用いてサンプルを得た。この方法は、３日、１日、および半日の期間で行われた。その試験において、その所定期間における最適濃度を判定するために、各添加剤の量を変化させた。大型のＤＡＦでは、最適ｐＨは、実験室で観察されたものよりも酸性側となった。実験規模を拡大させた工場の場合では、工場から排出される廃液のＢＯＤはちょうど７００以上であり、全溶解固形物は１００ミリリットルあたり３３ミリグラムであった。
【００３７】
分離された凝集物質に遠心分離を施し、約２５％の乾燥物質（ＤＭ、ドライマター）を生じさせた。
【００３８】
沈殿した有機固形物である２５％のＤＭを、動物飼料精製工場で処理（調理および乾燥）し、食用動物（豚、家禽、牛）用のプロテインサプリメント飼料を生産する。その生産品を豚食餌に混入し、標準の食肉や骨粉飼料の場合と同様に家畜を成長させる。
【００３９】
本発明を上述のように具体的に詳細に説明したが、その特徴は例示的であって限定的でなく、単に好適な実施例を示したにすぎないのであり、本発明の趣旨が及ぶ全ての改造・変更態様も同様に保護されていることが理解される。
【００４０】
（産業上の利用可能性）
以上のように、本発明に係る食品加工工場における有機廃液処理方法は、有機廃液を処理して有機固形物を廃液から大幅に取り除く方法を提供するものであり、好適な方法は、従来のＦｅＣｌ３  の代わりに、ＭｇＣｌ２（および少量のＡｌＣｌ３  の場合もある）を加工工場廃液に添加して用いるものであるとともに、ペーハーを少なくとも約７．０にまで調整するものである。