(57)【要約】【課題】高濃度の汚染物質を含む畜産排水や、焼酎粕などから固形物を効率よく分離するとともに、ＢＯＤ、ＳＳ等を除去するとともに色や臭いについても十分に除去する廃液処理装置及び廃液処理方法を提供する。【解決手段】廃液中の固形物を分離する固液分離装置と、分離された固形物を脱水する脱水機と、固形物が除去された廃液を曝気する曝気槽と、曝気槽中の混合液を引抜いて固形物を分離する固液分離装置と、曝気槽処理水を処理する上向流濾過装置と、上向流濾過装置で浄化した水を該上向流濾過装置の洗浄水として使用するための洗浄用水返送径路と、洗浄に用いた洗浄水を曝気槽に返送する返送径路を備えていることを特徴とする廃液処理装置と、これを用いて廃液を処理する廃液処理方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
廃液中の固形物を分離する固液分離装置と、分離された固形物を脱水する脱水機と、固形物が除去された廃液を曝気する曝気槽と、曝気槽中の混合液を引抜いて固形物を分離する固液分離装置と、曝気槽処理水を処理する上向流濾過装置と、上向流濾過装置で浄化した水を該上向流濾過装置の洗浄水として使用するための洗浄用水返送径路と、洗浄に用いた洗浄水を曝気槽に返送する返送径路を備えていることを特徴とする廃液処理装置。
【請求項２】
前記脱水機が、コンベアベルトにローラを転圧した脱水機であることを特徴とする請求項１記載の廃液処理装置。
【請求項３】
前記上向流濾過装置は、縦長の筒状のタンク内に、フィルターと、砂、砕石、プラスチック濾材のいずれか１種又は２種以上が充填されたバスケットが装着されていることを特徴とする請求項１又は２記載の廃液処理装置。
【請求項４】
廃液を固液分離装置で固液分離し、固形物は脱水機で脱水するとともに、固形物が除去された廃液は曝気槽に送り、好気性処理を行い、曝気槽中の混合液の一部を引抜いて固液分離装置に送り、固形物を除去するとともに、液体分は曝気槽に返送することとし、曝気槽で処理された処理水を上向流濾過装置に送って浄化して放流するが、浄化された水の一部は上向流曝気装置の洗浄水として使用し、洗浄後の洗浄水は曝気槽に返送することを特徴とする廃液処理方法。
【請求項５】
脱水機として、コンベアベルトとローラの間で転圧して脱水することを特徴とする請求項４記載の廃液処理方法。
【請求項６】
上向流濾過装置として、縦長、筒状のタンク内に、フィルターと砂、砕石、プラスチック濾材のいずれか１種又は２種以上が充填されているバスケットが装着されているものを用いることを特徴とする請求項４又は５記載の廃液処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高濃度の汚染物質を含む有機廃液を処理する廃液処理装置及び廃液処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、先に高濃度の汚染物質を含む有機廃液として畜産排水についてその処理方法および装置について出願した（特許文献１参照）。
【０００３】
この方法は、畜産排水を活性汚泥で処理する好気性排水処理に於いて、該畜産排水を回転式スクリーンと、多連式スクリューコンベアーを備えた沈殿槽と、底に網付の簀の子を敷設した固形物脱水室とからなる第１の固液分離装置で固形物と濾液とに分離し、固形物は脱水して堆肥化処理施設に送り、濾液は曝気槽に送って活性汚泥処理するとともに、曝気槽中の混合液の一部を引抜いて、回転式スクリーンと、スクリューコンベアーを備えた沈殿槽と、底に網付の簀の子を敷設した固形物脱水室からなる第２の固液分離装置で固形物と濾液とに分離し、固形物は脱水して堆肥化処理施設に送り、濾液は曝気槽に返送することを特徴とする。
【０００４】
この処理方法は、畜産排水等高濃度の汚染物質を含む有機廃液を多量のスカムや余剰汚泥の発生を未然にしかも低コストで処理でき、分離されたスカムや汚泥からなる固形物は凝集剤その他薬剤を全く含まないため有効に堆肥として利用できる利点があった。
【０００５】
ところで、鹿児島県を始め、南九州では焼酎粕の処理・処分が大きな問題となっている。鹿児島県についてみると、本格焼酎の生産量が２５６，０５０ｋｌ（平成１６酒造年度）と全国１であり、それとともに蒸留の際発生する焼酎粕は４７万ｔ発生し、様々な陸上の処理・処分が行われているが、一方では３７％が海洋投入されている。しかし、ロンドン条約により、廃棄物の海洋投入が原則禁止され、例外品目として認められていた焼酎粕も平成１９年４月から厳しく規制されることとなっている。表１に焼酎粕の処理状況を示した。
【０００６】
【表１】
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【０００７】
焼酎粕の処理・処分を検討するにあたって、その成分が問題となるが、成分分析の１例を表２に示した。原料や製造工程の差異で数値も異なるが、その主な特徴として含水率が高く（９０〜９７％）、高濃度（ＢＯＤ、ＳＳ等の濃度が高い）が特徴であり、特に甘藷焼酎の蒸留粕は固液分離が困難であることが知られている。
【０００８】
【表２】
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【０００９】
焼酎粕の処理・処分として農地還元（肥料化）、飼料化（そのまま飼料として利用する方法）があるが処理量に限界があり、何らかのプラント処理が必要となってきた。そこで嫌気性処理法や、活性汚泥法、焼却（灰化）法、濃縮・乾燥して飼料にする方法が数多く提示されているが処理施設にコストがかかることや、固液分離に技術上の問題が残っている（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特開２００５−６６５２８号公報、特許第３７５９５２３号公報
【非特許文献１】焼酎粕の処理状況に関する研究開発や取り組みの現状について、鹿児島県工業技術センター、平成１８年３月
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
焼酎粕を特許文献１記載の方法で処理しようとすると、固液分離が不完全となり、水分が多いと焼酎粕は腐敗し易く、悪臭を発生し、その後の処理・処分が困難となるおそれがある。スクリュープレスやスクリューデカンターを用いると、焼酎粕の脱水はかなり効果的となるが、設備が高価となり、必要とする動力も大となり、中小・零細規模の工場では採用が困難であった。
【００１２】
また、畜産排水の処理において、特許文献１に記載の方法では、ＢＯＤ、ＳＳ等の除去は十分に行われたが場合によっては、色や臭いなどに問題が残るおそれがあった。
【００１３】
本発明は、焼酎粕のような固液分離が困難とされてきた廃液でも容易に、しかも低コストで脱水できるようにし、しかも処理水はＢＯＤ、ＳＳ等の汚染物質を十分に除去するとともに、色や臭いについても十分除去することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
（１）本発明の第１は、廃液中の固形物を分離する固液分離装置と、分離された固形物を脱水する脱水機と、固形物が分離された廃液を曝気する曝気槽と、曝気槽中の混合液を引抜いて固形物を分離する固液分離装置と、曝気槽処理水を処理する上向流濾過装置と、上向流濾過装置で浄化した水を該上向流濾過装置の洗浄水として使用するための洗浄水返送径路と、洗浄に用いた洗浄水を曝気槽に返送する返送径路を備えていることを特徴とする廃液処理装置である。
【００１５】
ここで、固液分離装置は、回転式スクリーンと、多連式スクリューコンベアーを備えた沈殿槽及び底面に簀の子を敷設した固形物脱水室からなる。回転式スクリーンで廃液は固液分離され簀の子上に残った固形物は脱水機に送られる。回転式スクリーンで分離された液体は、底に多連式スクリューコンベアーを備えた細長い沈殿槽を通過することで、スクリーンを通った微細な固形物が沈殿し、上澄液が曝気槽に入る。
【００１６】
曝気槽中の混合液の一部は引抜かれて、回転式スクリーンと多連式スクリューコンベアーを備えた沈殿槽と、底面に簀の子を敷設した固形物脱水室からなる第２の固液分離装置に送られる。
回転式スクリーンで固形物が除かれ、多連式スクリューコンベアーを備えた沈殿槽で微細な固形物が除去された液体は曝気槽に返送される。
回転式スクリーンで篩別された固形物や、沈殿槽に沈降した固形物は簀の子上に残り、脱水機に送られる。
【００１７】
曝気槽で処理された処理水は、フィルターと、砂、砕石、プラスチック濾材等を充填したバスケットを装着した上向流濾過装置で更に浄化され、特に色や臭いの除去を完全にする。
【００１８】
上向流濾過装置で処理された水は返送されて上向流濾過装置の洗浄水として使用され、洗浄後の沈殿物等を含んだ洗浄水は曝気槽に返送される。
【００１９】
上向流濾過装置は１段の場合もあるが、複数直列に配設することもある。また、上向流濾過装置の後に活性炭による濾過装置を設けることもある。
【００２０】
（２）本発明の第２は、脱水機がコンベアベルトにローラを転圧した脱水機であることを特徴とする前項１記載廃液処理装置である。この脱水機は、透水性のコンベアベルトを横長に張設し、固形物をコンベアベルト上に供給し、コンベアベルトを移動させるとローラーが回転するとともに、コンベアベルト上の固形物をローラーとローラーの間で加圧して脱水するものである。比較的簡単な設備と、少ない動力で効果的に脱水を行うことができる。
【００２１】
（３）本発明の第３は、上向流濾過装置は、縦長の筒状のタンク内に、フィルターと砂、砕石、プラスチック濾材のいずれか１種又は２種以上が充填されたバスケットが装着されたものであることを特徴とする前項（１）又は（２）記載の廃液処理装置である。
バスケットは、一つの上向流濾過装置の中に１個又は２個以上が装着され、その個数は、処理しようとする廃液の性状等によって増減する。
上向流濾過装置で浄化した水の一部は、洗浄水として上向流濾過装置のシャワーノズルから噴出されて濾材の洗浄が行われる。洗浄に用いた水は曝気槽に返送される。
【００２２】
（４）本発明の第４は、前項（１）に記載した装置で廃液を処理する廃液処理方法に関するものである。
【００２３】
（５）本発明の第５は、前項（２）に記載したベルト式脱水機を用いて固形物を脱水することを特徴とする前項（４）記載の廃液処理方法である。
【００２４】
本発明の第６は前項（３）記載の上向流濾過装置を用いて曝気槽処理水を浄化する前項（５）記載の廃液処理方法である。
【発明の効果】
【００２５】
畜産排水のような高濃度の汚染物質を含む有機廃液でも希釈することなく、活性汚泥処理することができ、分離された固形物も十分に脱水されて、飼料等への利用が容易である。
【００２６】
また、焼酎粕のような脱水が困難とされているものでも、多くのエネルギーを消費することなく、脱水することが可能であり、飼料その他への利用が期待できる。上向流濾過装置を用いることで廃液処理装置から放流される水の脱色・脱臭を完全にすることができる。
【００２７】
通常焼酎粕の脱水に用いられるデカンター等は１台で約３０ｋｗ程度のものが多く使用されているが、本発明の脱水機は約数ｋｗでほぼ同様の効果をあげることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の廃液処理方法を示すフローチャートである。
畜産排水や、焼酎粕等の廃液Ａは、廃液タンク１に貯留された後、揚水ポンプ２により固液分離装置３に送られ、ここで分離された固形物は脱水機４に送られ、脱水された固形物Ｂは系外に取出され、固液分離装置３と脱水機４から排出された液体は曝気槽５に送られ活性汚泥処理される（曝気装置は略）。
【００２９】
曝気槽５内の混合液の一部は引抜かれて固液分離装置３に送られ、固形物Ｂが分離されるとともに、残りの液は曝気槽５に返送される。
【００３０】
曝気槽５から流出した水は、直列に設けられた複数の上向流濾過装置６に入り、残存する固形物が濾過されると共に、各種濾材の作用により汚染物質が除去される。
上向流濾過装置６の次に活性炭濾過装置７を設けることで放流水の水質を更に向上させることができる。
【００３１】
上向流濾過装置６及び活性炭濾過装置７を通過した処理水は処理水槽８に貯留された後処理水Ｃとして放流されるが、１部は洗浄用水返送径路９を経由して上向流濾過装置６の洗浄用水として用いられる。
【００３２】
上向流濾過装置６で洗浄に用いた洗浄水は返送径路１０を経由して曝気槽に返送する。
【００３３】
図２は、脱水機４の側面図である。チェーン１９により回転する複数の支持ローラー１３…に透水性のコンベアベルト１２を張設し、投入口１１から固形物をコンベアベルト１２上に落下させ、コンベアベルト１２上の固形物を支持ローラー１３及びバックアップローラー１３ｂと加圧ローラー１４，…の間で加圧して脱水し、加圧ローラー１４，…の表面に附着した固形物は除去板１５ａで掻き落し、回収板１５ｂで取出すこととする。コンベアベルト１２から落下した液体は液回収皿２０に貯まり、排水口１６から取出され、曝気槽５に送られる。
チェーン１９は、モーター１７により減速機１８を介して駆動チェーン１９ａにより駆動されると共に、駆動ローラー１３ａも回転させ、コンベアベルト１２を移動させる。コンベアベルト１２は下方に吊れないようにバックアップローラー１３ｂ，…１３ｃ，…を設ける。
【００３４】
図３は、上向流濾過装置６の側断面図である。縦長・筒状のタンク内に濾材を充填した複数のバスケット２５が装着されている。
【００３５】
バスケット２５の上と下に２枚の多孔板２６，２６で挟まれたフィルター２４が装着されており、処理しようとする液は上向流濾過装置６の下部の液入口２１を通って吐出しノズル２７から装置に入り、濾材を充填したバスケット２５の中を上昇し、上向流濾過装置６の頂部にある流出口２２から流出する。
【００３６】
濾過を続けて、タンク内に固形物がたまり、液の抵抗が大きくなると液の供給を止め、シャワーノズル２８から洗浄水を流下させて装置内を洗浄する。
【００３７】
図４Ａ及び図４Ｂは、バスケット２５内の充填された濾材の状態を示した断面図である。図４Ａでは、下端に多孔板２６，２６で上下に挟まれたフィルター２４があり、その上に砕石３０の層があり、マット３３を挟んで砂２９の層があり、さらにマット３３を隔てて砕石３０があり、その上にマット３３と多孔板２６があり、最上部に押えとして丸石３２の層がある。
【００３８】
図４Ｂでは、砂２９の層の下にプラスチック濾材３１の層が設けられている。
【００３９】
図５は多孔板２６の平面図である。孔２６ａ…は、多孔板２６の内側に向かって直径が小さくなるよう多数穿孔されている。
【００４０】
図６は、フィルター２４と、これを上下に挟んでいる多孔板２６，２６の断面図である。
【００４１】
図７は、固液分離装置３の一部を構成する回転式スクリーン３４の側断面図である。減速機付きモーター３４ａで回転されるシャフト３８に取付けられた複数のアーム３６…に、多角形の筒状に取付けられたメッシュ網３５があり、廃液中の固形物は回収板３７から固形物脱水室（図省略）に送られる。
メッシュ網３５を通過した濾液は、フロータンク４０に集まり、多連式スクリューコンベアーを備えた沈殿槽４１に流入する。
また、図８は前記回転式スクリーンの縦断面図である。
【００４２】
図９は、多連式スクリューコンベアーを備えた沈殿槽４１の側断面図である。
回転式スクリーンで濾別された濾液は、液流入口４４から槽内に入り、複数の仕切板４３…を溢流して液出口４５から槽外に流出するが、仕切板４３の下にはスクリューコンベアー４２が配設され、沈降した固形物を集めてバルブ４６から排出する。
【実施例１】
【００４３】
本発明の廃液処理装置で、畜産廃水を処理したときの廃水の分析結果の１例を表３に示した。
【００４４】
【表３】
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【００４５】
次に、焼酎粕を処理したときの廃水の分析結果の１例を表４に示した。
【００４６】
【表４】
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【実施例２】
【００４７】
上向流濾過装置に用いた砂及び砕石の性状を表５及び表６に示した。
砂の原石は輝緑岩で、採取地は薩摩川内市城上町である。また、砕石は原石が安山岩で採取地は薩摩川内市川永野町である。種々試験の結果、これらの砂及び砕石が特に廃液処理に優れた効果がみられた。
【００４８】
【表５】
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【００４９】
【表６】
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【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の廃液処理方法を示すフローチャートである。
【図２】脱水機の側面図である。
【図３】上向流濾過装置の側断面図である。
【図４】（Ａ）バスケット内の濾材の状態を示した断面図である。（Ｂ）バスケット内の濾材の状態を示した断面図である。
【図５】多孔板の平面図である。
【図６】フィルターと、これを上下に挟んだ多孔板の断面図である。
【図７】固液分離装置の一部を構成する回転式スクリーンの側断面図である。
【図８】固液分離装置の一部を構成する回転式スクリーンの縦断面図である。
【図９】固液分離装置の一部を構成する多連式スクリューコンベアーを備えた沈殿槽の側断面図である。
【符号の説明】
【００５１】
Ａ  廃液
Ｂ  固形分
Ｃ  処理水
１  廃液タンク
２  揚水ポンプ
３  固液分離装置
４  脱水機
５  曝機槽
６  上向流濾過装置
７  活性炭濾過装置
８  処理水槽
９  処理水返送径路
１０  洗浄水返送径路
１１  投入口
１２  コンベアベルト
１３  支持ローラー
１３ａ  駆動ローラー
１３ｂ、１３ｃ  バックアップローラー
１４  加圧ローラー
１５ａ  除去板
１５ｂ  回収板
１６  排水口
１７  モーター
１８  減速機
１９  チェーン
１９ａ  チェーン
２０  液回収皿
２１  液入口
２２  液出口
２３  ドレンロ
２４  フィルター
２５  バスケット
２６  多孔板
２６ａ  孔
２７  吐出しノズル
２８  シャワーノズル
２９  砂
３０  砕石
３１  プラスチック濾材
３２  丸石
３３  マット
３４  回転式スクリーン
３４ａ  モーター
３４ｂ  シャワー
３５  メッシュ網
３６  アーム
３７  回収板
３８  シャフト
３９  洗浄ノズル
４０  フロータンク
４１  スクリューコンベアーを備えた沈殿槽
４２  スクリューコンベアー
４３  仕切板
４４  液流入口
４５  液出口
４６  バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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