(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高濃度の排水が流入される第１原水槽と、第１原水槽から排水を受けて嫌気処理ユニットに供給する排水量の調整をおこなう第１調整槽と、低濃度の排水が流入される第２原水槽と、第２原水槽から排水を受けて好気処理ユニットに供給する排水量の調整をおこなう第２調整槽とを備え、排水の嫌気処理及び好気処理をおこなう排水処理装置において、
第１原水槽、第１調整槽及び第２調整槽に接続された第３調整槽を備え、第１原水槽と第２原水槽とは相互に接続されて必要に応じて相互に貯留水を供給可能であり、第３調整槽は、必要に応じて第１原水槽、第１調整槽及び第２調整槽の貯留水を受けると共に、第１及び第２調整槽に貯留水を供給可能であることを特徴とする排水処理装置。
【請求項２】
第１原水槽に高濃度排水を供給する第１原水管と、第２原水槽に低濃度排水を供給する第２原水管と、第１原水管と第２原水管とに供給する排水を振り分ける振り分け手段とを備え、振り分け手段は排水の電気伝導度を測定して、測定した電気伝導度に基づいて、排水を高濃度排水と低濃度排水とに振り分けて第１原水管又は第２原水管に供給することを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項３】
好気処理ユニットによる好気処理後の排水をオゾンに接触させて脱色するオゾン反応塔と、必要に応じて凝集剤を添加可能な凝集槽と、凝集槽から供給された排水を沈殿分離するシックナーと、シックナーの処理水を受けて放流する放流槽とを備え、オゾン反応塔への流入水質が悪化した場合には、オゾン処理の前の排水又はオゾン処理をしないで、凝集槽で凝集剤を添加することを特徴とする請求項１に記載の排水処理装置。
【請求項４】
オゾン反応塔と凝集槽との間に、オゾン反応塔の処理水を生物膜に接触させて処理する中間槽を備えることを特徴とする請求項３に記載の排水処理装置。
【請求項５】
シックナーで処理後の処理水の脱色状態を観察する監視カメラを備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の排水処理装置。
【請求項６】
オゾン反応塔の上流側に、好気処理ユニットによる好気処理後の処理水を受けてオゾン反応塔に供給する第１中間槽を備え、第１中間槽は凝集槽に接続されており、必要に応じて好気処理後の処理水を凝集槽に供給することを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の排水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料、食品の製造等で発生する排水の排水処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、コーヒー飲料や果汁飲料等の飲料の製造工場で生じた有機性排水は、生物処理し、ＢＯＤ（生物化学的酸素要求量）やＳＳ（浮遊物質）等を一定の基準を満たした後、河川等に放流している。
【０００３】
一方、放流水の色度については特に基準がなく、自主規制にまかされているが、着色した放流水は、環境に対するイメージが悪く、脱色することが望ましい。  これに対して、図５に従来の処理フローを示すように、排水を嫌気処理した後に好気処理し、その後、凝集槽にて凝集剤を添加した後、シックナーで生物フロッグを沈殿分離し、その処理水を第２中間槽を経て、放流槽から放流していた。即ち、排水中の色は凝集剤添加により脱色し、除去していた。
【０００４】
また、排水をオゾンにより脱色する方法として、特開昭４９−９８０５５号公報や特開平１０−１２８３５０号公報が公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、飲料等の製造工場で生じる有機性排水は、例えば、工場内の製造に用いる原料槽や混合槽等の清掃において、清掃の開始時に生じる排水と清掃の終了時に生じる清掃とでは、排水の濃度差が大きく異なると共に、排水量の変動も時間毎に異なり、負荷変動が大きいため、一律にその後の生物処理や脱色処理をするのは適当でない。排水を負荷変動の大きいまま生物処理したのでは、生物が急激に増殖したり死滅したりして、あるいは生物の処理能力を超えてほとんど処理されなかったりして、安定した排水処理が困難になる。
【０００６】
また、凝集剤を負荷の高いときに合わせて注入したのでは、凝集剤のコストが高くかかると共に、無用に薬剤を使用することになり環境に悪影響を与えるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、負荷変動が大きな排水を安定して処理可能であると共に処理コストが低く、且つ環境への影響を低減できる排水処理装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、高濃度の排水が流入される第１原水槽と、第１原水槽から排水を受けて嫌気処理ユニットに供給する排水量の調整をおこなう第１調整槽と、低濃度の排水が流入される第２原水槽と、第２原水槽から排水を受けて好気処理ユニットに供給する排水量の調整をおこなう第２調整槽とを備え、排水の嫌気処理及び好気処理をおこなう排水処理装置において、第１原水槽、第１調整槽及び第２調整槽に接続された第３調整槽を備え、第１原水槽と第２原水槽とは相互に接続されて必要に応じて相互に貯留水を供給可能であり、第３調整槽は、必要に応じて第１原水槽、第１調整槽及び第２調整槽の貯留水を受けると共に、第１及び第２調整槽に貯留水を供給可能であることを特徴とする。
【０００９】
この請求項１に記載の発明では、高濃度排水と低濃度排水との流入変動が大きな場合には、それぞれの調整槽である第１及び第２調整槽の他に第３調整槽を設けており負荷変動の調整を図っている。即ち、通常の運転では、高濃度の排水は、第１原水槽から第１調整槽に流入され、第１調整槽から嫌気処理ユニットで高濃度度排水を嫌気処理する。低濃度排水は、第２原水槽から第２調整槽に流入され、第２調整槽から好気処理ユニットで低濃度排水を好気処理する。
【００１０】
一方、第１原水槽に流入される高濃度排水の流入量が多い場合には、第１調整槽が満杯に成る場合がある。この場合には、第１原水槽の排水は、第３調整槽に供給される。また、それでもまかないきれない場合には、第３調整槽の排水は第２調整槽に供給される。更に、場合によっては、第１原水槽の排水を第２原水槽に供給して、高濃度排水の流量の変動に対処する。同様に、低濃度排水の流入量の変動に対しても、第１調整槽、第３調整槽、第１原水槽の３つの槽で受けることができ、流入量の変動に容易に対処できると共に、変動を吸収する容量も通常の３倍の容量で対処可能である。負荷変動が大きな排水を安定して処理可能であると共に、負荷変動を小さく制御して排水処理ができるので、凝集剤等の薬剤を多量に使用しなくて済み、環境への影響が少ない排水処理をおこなうことができる。
【００１１】
更に、高濃度排水及び低濃度排水のそれぞれは、常時３つの槽に振り分け可能であるから、各槽の容量を小さくでき、敷地のデッドスペース等を利用して設置できると共に、各槽の設置コストも低減できる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、第１原水槽に高濃度排水を供給する第１原水管と、第２原水槽に低濃度排水を供給する第２原水管と、第１原水管と第２原水管とに供給する排水を振り分ける振り分け手段とを備え、振り分け手段は排水の電気伝導度を測定して、測定した電気伝導度に基づいて、排水を高濃度排水と低濃度排水とに振り分けて第１原水管又は第２原水管に供給することを特徴とする。
【００１３】
この請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、排水を高濃度排水と、低濃度排水とに自動的に振り分けることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、好気処理ユニットによる好気処理後の排水をオゾンに接触させて脱色するオゾン反応塔と、必要に応じて凝集剤を添加可能な凝集槽と、凝集槽から供給された排水を沈殿分離するシックナーと、シックナーの処理水を受けて放流する放流槽とを備え、オゾン反応塔への流入水質が悪化した場合には、オゾン処理の前の排水又はオゾン処理をしないで、凝集槽で凝集剤を添加することを特徴とする。
【００１５】
この請求項３に記載の発明では、通常運転では、好気処理後の排水をオゾン反応塔でオゾンに接触させて脱色し、その後、凝集槽、シックナー、放流槽を経て放流するが、通常運転において凝集槽では凝集剤を注入しない。従って、凝集剤を使用しないので、凝集剤及び凝集沈殿汚泥処理にかかるコストを低減できる。
【００１６】
一方、負荷変動や運転トラブル等によって、オゾン脱色設備への流入水質が悪化した場合は、オゾン処理の前に又はオゾン処理をしないで、凝集槽に凝集剤を添加してシックナーで凝集沈殿をおこなって脱色をおこなう。即ち、凝集剤が必要な場合にのみ、必要最小限度の凝集剤を使用して、凝集沈殿により脱色を図る。
【００１７】
【００１８】
安定した排水処理が可能であると共に処理コストの低減と、環境への影響が少ない排水処理装置を提供できる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、オゾン反応塔と凝集槽との間に、オゾン反応塔の処理水を生物膜に接触させて処理する中間槽を備えることを特徴とする。
【００２０】
この請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、オゾン反応塔では、溶存酸素が高くなるので、そのまま第２中間槽で生物膜に接触させることにより、生物処理を促進させることができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項３又は４に記載の発明において、シックナーで処理後の処理水の脱色状態を観察する監視カメラを備えることを特徴とする。
【００２２】
この請求項５に記載の発明では、請求項３又は４に記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、シックナーの下流に設けた監視カメラにより排水の脱色状態を観察し、放流前の脱色状態を確認できるので、誤って脱色が不十分な状態で排水を放流するのを防止できる。
【００２３】
請求項６に記載の発明は、請求項３〜５のいずれかに記載の発明において、オゾン反応塔の上流側に、好気処理後の処理水を受けてオゾン反応塔に供給する第１中間槽を備え、第１中間槽は凝集槽に接続されており、必要に応じて好気処理後の処理水を凝集槽に供給することを特徴とする。
【００２４】
この請求項６に記載の発明では、請求項３〜５のいずれかに記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、排水の着色がほとんどない場合や、オゾン反応塔でトラブルが生じた場合には、凝集槽に排水を供給し、排水のオゾン処理をしないので、更に安定した排水の処理と処理コストの低減を図ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、添付した図面を参照しながら本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１〜図３は、排水処理装置の配管図であり、図３及び図４は排水の処理フローを示すフローチャ−トである。
【００２６】
まず、本実施の形態にかかる排水処理装置１の配管を説明する。排水処理装置１は、飲料の製造工場における排水を処理するものであり、原水調整ユニット３と、嫌気処理ユニット５と、好気処理ユニット７と、脱色処理ユニット９とを備えており、脱色処理ユニット９の処理後に放流槽１０から処理水を河川等に放流する。
【００２７】
原水調整ユニット３は、高濃度排水用の第１原水槽１１と、第１原水槽１１から排水を受ける第１調整槽１３と、低濃度原水用の第２原水槽１５と、第２原水槽１５から排水を受ける第２調整槽１７と、第３調整槽１９とを備えている。第１原水槽１１には、高濃度排水を供給する第１原水管２が接続されており、第２原水槽１５には、低濃度排水を供給する第２原水管４が接続されている。尚、高濃度排水と低濃度排水は、両者の比較により高濃度か低濃度かを区別するものであり、数値により限定されるものではない。
【００２８】
また、高濃度排水と低濃度排水との振り分けは作業時にバルブを切り替えることによって行っており、例えば、製造設備における原水槽の洗浄開始時には、第１原水管２に排水を流し、洗浄終了まじかの洗浄排水は第２原水管４に流すようにバルブを切り替えている。尚、バルブにより操作することなく、製造設備から排出される排水の電気伝導度を測定して、測定値に応じて自動的に排水を高濃度排水と低濃度排水に振り分けるものであってもよい。
【００２９】
第１原水槽１１では、ポンプにより汲み上げた排水を配管２１により第１調整槽１３に供給すると共に、切り替えバルブ２３により第３調整槽１９に供給可能に接続されていると共に、配管２５により第２原水槽１５にも供給可能である。
【００３０】
第２原水槽１５では、ポンプにより汲み上げた排水を配管２７により第２調整槽１７に供給すると共に、配管２９により第１原水槽１１に供給可能に接続されている。
【００３１】
第１調整槽１３は、ポンプにより汲み上げた排水を第１熱交換機３１に供給すると共に、配管３５及び３７により第２調整槽１７及び第３調整槽１９に供給可能である。
【００３２】
第２調整槽１７は、ポンプにより汲み上げた排水を第２熱交換器３９に供給すると共に、配管４１及び上述した配管３５により第３調整槽１９に供給可能である。また、第２調整槽１７及び第３調整槽１９は相互に貯留水を供給可能に接続されている。
【００３３】
このように、第１原水槽１１、第２原水槽１５、第１調整槽１３、第２調整槽１７、第３調整槽１９を相互に接続して貯留水を必要に応じて振り分けることができるから、各槽における流入量の変動に容易に対処できると共に、変動を吸収する容量も通常の約３倍の容量で対処可能である。更に、高濃度排水及び低濃度排水のそれぞれは、常時３つの槽に振り分け可能であるから、各槽の容量を小さくでき、敷地のデッドスペース等を利用して設置できると共に、各槽の設置コストも低減できる。
【００３４】
尚、第１調整槽１３は水中攪拌、第２調整槽１７はエアブローによりエアー攪拌し、第３調整槽１９では水中攪拌及びエアブローによるエアー攪拌ができるようにしてあり、第３調整槽１９では、嫌気処理の予備槽として使用する場合と好気処理の予備槽として使用する場合とに対応できるようになっている。
【００３５】
嫌気処理ユニット５は、第１熱交換器３１の下流に初沈槽４３、酸生成槽４５、嫌気処理槽４７を備えており、嫌気処理槽４７の処理水は、配管４９を介して第２原水槽１５に供給される。即ち、高濃度排水は、嫌気処理された後、第２原水槽１５に供給されて、低濃度排水と共に好気処理されるようになっている。尚、酸生成槽４５には、栄養源５１及び微量栄養源５３から所定の栄養素が供給されている。また、嫌気処理槽４７の汚泥はグラニュール貯槽５６に引き抜かれる。
【００３６】
第２熱交換器３９で温度調整された排水は、好気処理ユニット７で好気処理される。好気処理ユニット７は、第２熱交換器３９の下流に中和槽５５、曝気槽５７、沈殿槽５９とを備えており、中和槽５５で中性にＰＨ調整された後、曝気槽５７で活性汚泥による好気処理をおこなった後、沈殿槽５９で沈殿分離して、処理水を第１中間槽６３に供給する。
【００３７】
第１中間槽６３の下流には、脱色処理ユニット９が設けられている。脱色処理ユニット９は、オゾン反応塔６５、第２中間槽（中間槽）６７、凝集槽６９、シックナー７１を備えており、第１中間槽６３からの汲み上げ水は、配管７３により凝集槽６９に供給を切り替え可能になっている。
【００３８】
凝集槽６９には、凝集剤供給装置７５から凝集剤が供給可能であるが、通常運転では、凝集剤の供給はおこなわない。
【００３９】
シックナー７１の処理水を放流槽１０に供給するシックナー７１の出口に白色ボードを張り付け、上部から監視カメラ７９にて処理水の色を監視している。即ち、シックナー７１から、放流槽１０に移送する排水の色が目視できるようにしていると共に、監視カメラ７９で制御室等から排水の脱色状態を確認するようになっている。
【００４０】
尚、シックナー７１の凝沈汚泥は沈殿槽５９の余剰汚泥と共に余剰汚泥貯留槽８１に貯められ、脱水機８３、ホッパ８５にて後処理される。
【００４１】
次に、本実施の形態にかかる排水処理装置の作用について説明する。通常の運転では、高濃度の排水は、第１原水槽１１から第１調整槽１３に流入され、第１調整槽１３から嫌気処理ユニット５で高濃度度排水を嫌気処理し、処理水は低濃度排水用の第２原水槽１５に供給される。
【００４２】
低濃度排水は、第２原水槽１５から第２調整槽１７に流入され、第２調整槽１７から好気処理ユニット７で低濃度排水を好気処理する。
【００４３】
ここで、第１及び第２原水槽１１、１５に流入される排水の流量変動について説明する。第１原水槽１１に流入される高濃度排水の流入量が多くなり、第１調整槽１３のみでは対処できない場合には、第１原水槽１１の排水は、第３調整槽１９に供給される。また、それでもまかないきれない場合には、第３調整槽１９の排水は第２調整槽１７に供給される。更に、場合によっては、第１原水槽１１の排水を第２原水槽１５にも供給することによって、高濃度排水の極端な流量変動に対処する。同様に、低濃度排水の流入量の変動に対しても、第１調整槽１３、第３調整槽１９、第１原水槽１１の３つの槽で受けることができ、流入量の変動に容易に対処できると共に、変動を吸収する容量も３つの槽でまかなうことができ、流入変動が大きな排水を安定して処理可能であると共に、特に、飲料の製造工場では、時間毎に排水の流量変動が著しく異なる場合があり、かかる流量変動にも容易に対処することができる。
【００４４】
第２調整槽１７の下流に設けた好気処理ユニット７では、排水を第２熱交換器３９で温度調整した後、中和槽５５で略中性にＰＨ調製した後、曝気槽５７で活性汚泥による生物処理がされ、一定の滞留時間経過後、沈殿槽５９で活性汚泥が沈降分離され、第１中間槽６３から脱色処理ユニット９に供給される。
【００４５】
通常運転では、図４に示すように、好気処理ユニット７で処理後の排水をオゾン反応塔６５でオゾンに接触させて脱色しその後、第２中間槽６７、凝集槽６９、シックナー７１、放流槽１０を経て放流するが、凝集槽６９では、凝集剤を注入しない。従って、凝集剤を使用しないので、凝集剤及び凝集沈殿汚泥処理にかかるコストを低減できる。尚、第２中間槽６７では、オゾン反応塔６５を経て低分子化された有機物を処理する。
【００４６】
一方、負荷変動や運転トラブル等によって脱色状態が十分できていない場合には、図４の「異常対応１」で示すフローの処理をおこなう。この「異常対応１」では、第１中間槽６３からのオゾン反応塔６５に排水を供給しないで、配管７３により凝縮槽６９に供給し、凝集槽６９に凝集剤を添加してシックナー７１で凝集沈殿をおこなう。即ち、凝集剤が必要な場合にのみ、必要最小限度の凝集剤を使用して、凝集沈殿により脱色を図る。
【００４７】
図４の「異常対応２」で示す処理フローでは、凝集剤による凝集沈殿とオゾンとによる処理を併用したものであり、「異常対応１」で十分な脱色ができない場合におこなう。この「異常対応２」の処理では、第１中間槽６３の排水を凝集槽６９に供給し、凝集剤を添加した後、シックナー７１で凝集沈殿処理し、シックナー７１の処理水を配管７２を介してオゾン反応塔６５に供給してオゾンに接触させるものである。この「異常対応２」では、凝集剤とオゾン処理との併用を図り、確実な脱色をおこなうことができる。
【００４８】
上述したように、本実施の形態では、「通常処理」、「異常対応１」及び「異常対応２」に処理フローを切り替え可能となっており、通常は凝集剤を用いないでオゾン反応のみで脱色処理をおこない、必要な場合にのみ凝集剤による脱色をおこなうことができる。
【００４９】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、飲料の製造における排水処理を例として説明したが、食品等の製造におけるに排水処理に用いるものであってもよい。
【００５０】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、高濃度排水と低濃度排水との流入変動に対して、第１及び第２調整槽の他に第３調整槽を設けていると共に、相互の原水槽でも流入量の変動に対処可能な構成としているので、負荷変動が大きな排水を安定して処理可能であると共に、負荷変動を小さく制御して排水処理ができるので、凝集剤等の薬剤を多量に使用しなくて済み、環境への影響が少ない排水処理をおこなうことができる。
【００５１】
更に、高濃度排水及び低濃度排水のそれぞれは、常時３つの槽に振り分け可能であるから、各槽の容量を小さくでき、敷地のデッドスペース等を利用して設置できると共に、各槽の設置コストも低減できる。
【００５２】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様な効果を奏すると共に、排水を高濃度排水と、低濃度排水とに自動的に振り分けることができる。
【００５３】
請求項３に記載の発明によれば、通常運転では、好気処理後の排水をオゾン反応塔でオゾンに接触させて脱色し、凝集剤を使用しないので、凝集剤及び凝集沈殿汚泥処理にかかるコストを低減できる。
【００５４】
一方、負荷変動や運転トラブル等によって脱色状態が十分できていない場合にのみ、必要最小限度の凝集剤を使用して、凝集沈殿により脱色を図る構成であるから、必要最小限の凝集剤を用いて脱色を確実におこなうことができる。
【００５５】
安定した排水処理が可能であると共に処理コストの低減と、環境への影響が少ない排水処理装置を提供できる。
【００５６】
請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様な作用効果を奏すると共に、オゾン反応塔では、溶存酸素が高くなるので、そのまま第２中間槽で生物膜に接触させることにより、生物処理を促進させることができ、処理効率がよい。
【００５７】
請求項５に記載の発明によれば、請求項３〜５のいずれかに記載の発明と同様な効果を奏すると共に、シックナーの下流に設けた監視カメラにより排水の脱色状態を観察し、放流前の脱色状態を確認できるので、誤って脱色が不十分な状態で排水を放流するのを防止できる。
【００５８】
請求項７に記載の発明によれば、請求項３〜６のいずれかに記載の発明と同様な効果を奏すると共に、排水の着色がほとんどない場合や、オゾン反応塔でトラブルが生じた場合には、凝集槽に排水を供給し、排水のオゾン処理をしないので、更に排水の安定処理と処理コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態にかかる排水処理装置の配管図である。
【図２】  図１に示す原水調整ユニットを抜き出して示す配管図である。
【図３】  図１に示す脱色ユニットを抜き出して示す配管図である。
【図４】  図１に示す排水処理装置における各運転状態毎の処理フローを示すフローチャートである。
【図５】  従来の排水処理装置における処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    排水処理装置
２    第１原水管
３    原水調整ユニット
４    第２原水管
５    嫌気処理ユニット
７    好気処理ユニット
９    脱色処理ユニット
１０  放流槽
１１  第１原水槽
１３  第１調整槽
１５  第２原水槽
１７  第２調整槽
１９  第３調整槽
６３  第１中間槽
６５  オゾン反応塔
６７  第２中間槽（中間槽）
６９  凝集槽
７１  シックナー
７９  監視カメラ
【図１】
0003912994.tif 000002
【図２】
0003912994.tif 000003
【図３】
0003912994.tif 000004
【図４】
0003912994.tif 000005
【図５】
0003912994.tif 000006