加圧浮上装置及び加圧浮上方法

【課題】加圧浮上装置及び加圧浮上方法において、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を原水として用いた場合であっても、泡成分に起因する不具合の発生を抑制する。
【解決手段】急速攪拌槽１に供される前の原水Ｘ１に対して消泡剤Ｙ３を供給すると共に、原水Ｘ１、ｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２を急速攪拌槽１に貯留される原水Ｘ１の液面より下方に供給し、高分子凝集剤Ｙ４を緩速攪拌槽３に貯留される原水Ｘ１の液面より下方に供給する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体成分を含む原水に気体が溶解された加圧水を供給してから圧力開放することによって、原水を固体成分と液体成分とに分離する加圧浮上装置及び加圧浮上方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、固体成分を含む原水を固体成分と液体成分とに分離する固液分離装置として、加圧浮上装置が知られている。
この加圧浮上装置は、固体成分を含む原水に対して加圧することによって空気等の気体を溶解させ、大気圧等に圧力開放する際に発生する気泡を固体成分に付着させて浮上させることで、原水を固体成分と液体成分とに分離する。
【０００３】
さて近年においては、馬鈴薯澱粉を製造する際に発生した排水の処理方法が求められている。例えば、特許文献１には、馬鈴薯澱粉を製造する際に発生する排水の１つでる１次デカンタ汁液に含まれる蛋白質を凝固させて分離回収すると共に回収した凝固蛋白質を微生物によって処理する脱蛋白処理が提案されている。
【０００４】
ところが、馬鈴薯澱粉を製造する際に発生する排水は、上記１次デカンタ汁液に限られるものではなく、１次デカンタ汁液よりも蛋白質の含有量が少ない２次デカンタ汁液等の他の排水も存在する。
また、特許文献１に示されるような脱蛋白処理にて蛋白質が分離回収された１次デカンタ汁液（脱蛋白処理液）も完全に蛋白質が除去されるわけではない。
このような２次デカンタ汁液や、脱蛋白処理液等の排水は、蛋白質の含有量が少ないため、熱エネルギー収支の面から脱蛋白処理を行うことが好ましくない。
【０００５】
このため、従来においては、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水は、大型の重力式の沈殿槽で長時間貯留されることによって処理されている。
しかしながら、このような沈殿槽における処理は、大型の沈殿槽を設置するスペースを確保する必要があると共に処理に長時間かかるという問題を有している。さらには、排水に含まれるコロイド状の成分（浮遊性固形物）は、沈殿されないため、液体成分から分離することが難しい。
【０００６】
そこで、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を原水として、上述した加圧浮上装置に供することによって処理する方法が考えられる。
具体的には、排水に薬剤を添加して蛋白質が凝固及び凝集され、排水に含まれる固体成分が気泡によって分離される。
【特許文献１】特許３８４６１３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を加圧浮上装置に供した場合には、これらの排水に含まれる蛋白質に起因して大量の泡成分が発生する。
そして、このような泡成分は、加圧浮上装置における処理において様々な不具合を生じさせる。具体的には、泡成分が原水となる排水と薬剤との混合を阻害してしまい、大量の薬剤を添加しないと凝固や凝集が進まず、過剰な薬剤が必要となる。また、泡成分が気泡による固形成分の浮上を阻害し、固形成分を十分に分離回収することが困難となる。また、泡成分が原水や処理水の上層に溜まるため、原水や処理水の液面の検出が困難となる。さらに、原水や処理水を送り出すポンプに泡成分が入り込むことによってキャビテーションが発生する。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、加圧浮上装置及び加圧浮上方法において、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を原水として用いた場合であっても、泡成分に起因する不具合の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の加圧浮上装置は、蛋白質及び浮遊性固形物を含む原水にｐＨ調整剤及び無機凝集剤を添加して攪拌することによって上記原水中に微小固形物を生成する急速攪拌槽と、上記微小固形物が生成された上記原水に高分子凝集剤を添加して攪拌することによって上記微小固形物を凝集させて凝集フロックとする緩速攪拌槽と、上記凝集フロックを含有する上記原水に気体が溶解された加圧水を供給する加圧水供給部と、上記加圧水が供給された上記原水を圧力開放することによって上記原水を固体成分と液体成分とに分離する分離部とを備える加圧浮上装置であって、上記急速攪拌槽に供給される前の上記原水に対して消泡剤を供給する消泡剤供給手段を備えると共に、上記原水、上記ｐＨ調整剤及び上記無機凝集剤が上記急速攪拌槽に貯留される上記原水の液面より下方に供給され、上記高分子凝集剤が上記緩速攪拌槽に貯留される上記原水の液面より下方に供給されることを特徴とする。
【００１０】
このような特徴を有する本発明の加圧浮上装置によれば、消泡剤供給手段によって急速攪拌槽に供給される前の原水に対して消泡剤が供給され、急速攪拌槽に貯留される原水の液面より下方にｐＨ調整剤及び無機凝集剤が供給され、緩速攪拌槽に貯留される原水の液面より下方に高分子凝集剤が供給される。
【００１１】
また、本発明の加圧浮上装置においては、上記原水の蛋白質濃度が６２００ｐｐｍである場合に、上記消泡剤の添加量は１０．７ｐｐｍであるという構成を採用する。
【００１２】
また、本発明の加圧浮上装置においては、上記無機凝集剤としてポリ鉄溶液を用い、該無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３〜６０００ｃｃ／ｍ^３とするという構成を採用する。
【００１３】
また、本発明の加圧浮上装置においては、上記無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とするという構成を採用する。
【００１４】
また、本発明の加圧浮上装置においては、上記高分子凝集剤としてポリアクリルアミドを主成分とするノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用い、上記高分子凝集剤の添加量を３０００ｃｃ／ｍ^３〜５０００ｃｃ／ｍ^３とすると共に濃度を０．１５ｗｔ％とするという構成を採用する。
【００１５】
また、本発明の加圧浮上装置においては、上記高分子凝集剤の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とするという構成を採用する。
【００１６】
また、本発明の加圧浮上装置においては、上記原水に上記ｐＨ調整剤を添加することによって、上記原水のｐＨ値を５〜７とするという構成を採用する。
【００１７】
また、本発明の加圧浮上装置においては、上記原水のｐＨ値を６とするという構成を採用する。
【００１８】
次に、本発明の加圧浮上方法は、蛋白質及び浮遊性固形物を含む原水にｐＨ調整剤及び無機凝集剤を添加して攪拌することによって上記原水中に微小固形物を生成する急速攪拌工程と、上記微小固形物が生成された上記原水に高分子凝集剤を添加して攪拌することによって上記微小固形物を凝集させて凝集フロックとする緩速攪拌工程と、上記凝集フロックを含有する上記原水に気体が溶解された加圧水を供給する加圧水供給工程と、上記加圧水が供給された上記原水を圧力開放することによって上記原水を固体成分と液体成分とに分離する分離工程とを有する加圧浮上方法であって、上記急速攪拌工程に供される前の上記原水に対して消泡剤を供給する消泡剤供給工程を有すると共に、上記原水、上記ｐＨ調整剤及び上記無機凝集剤が上記急速攪拌工程にて貯留される上記原水の液面より下方に供給され、上記高分子凝集剤が上記緩速攪拌工程にて貯留される上記原水の液面より下方に供給されることを特徴とする。
【００１９】
このような特徴を有する本発明の加圧浮上方法によれば、消泡剤供給工程によって急速攪拌工程に供される前の原水に対して消泡剤が供給され、急速攪拌工程にて貯留される原水の液面より下方にｐＨ調整剤及び無機凝集剤が供給され、緩速攪拌工程にて貯留される原水の液面より下方に高分子凝集剤が供給される。
【００２０】
また、本発明の加圧浮上方法においては、上記原水の蛋白質濃度が６２００ｐｐｍである場合に、上記消泡剤の添加量は１０．７ｐｐｍであるという構成を採用する。
【００２１】
また、本発明の加圧浮上方法においては、上記無機凝集剤としてポリ鉄溶液を用い、該無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３〜６０００ｃｃ／ｍ^３とするという構成を採用する。
【００２２】
また、本発明の加圧浮上方法においては、上記無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とするという構成を採用する。
【００２３】
また、本発明の加圧浮上方法においては、上記高分子凝集剤としてポリアクリルアミドを主成分とするノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用い、上記高分子凝集剤の添加量を３０００ｃｃ／ｍ^３〜５０００ｃｃ／ｍ^３とすると共に濃度を０．１５ｗｔ％とするという構成を採用する。
【００２４】
また、本発明の加圧浮上方法においては、上記高分子凝集剤の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とするという構成を採用する。
【００２５】
また、本発明の加圧浮上方法においては、上記原水に上記ｐＨ調整剤を添加することによって、上記原水のｐＨ値を５〜７とするという構成を採用する。
【００２６】
また、本発明の加圧浮上方法においては、上記原水のｐＨ値を６とするという構成を採用する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の加圧浮上装置によれば、消泡剤供給手段によって急速攪拌槽に供給される前の原水に対して消泡剤が供給され、急速攪拌槽に貯留される原水の液面より下方にｐＨ調整剤及び無機凝集剤が供給され、緩速攪拌槽に貯留される原水の液面より下方に高分子凝集剤が供給される。
このような本発明の加圧浮上装置によれば、消泡剤供給手段によって急速攪拌槽に供給される前の原水に対して消泡剤が供給されることによって、泡成分の発生を抑制することが可能となる。さらに、急速攪拌槽に貯留される原水の液面より下方にｐＨ調整剤及び無機凝集剤が供給され、緩速攪拌槽に貯留される原水の液面より下方に高分子凝集剤が供給されることによって、ｐＨ調整剤、無機凝集剤及び高分子凝集剤を原水の上層に溜まる泡成分に影響されることなく効率的に原水に混合することが可能となる。
このように本発明の加圧浮上装置によれば、泡成分の発生を抑制することが可能であると共に、ｐＨ調整剤、無機凝集剤及び高分子凝集剤等の薬剤を原水に効率的に混合することが可能となる。このため、加圧浮上装置において、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を原水として用いた場合であっても、泡成分に起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。
【００２８】
本発明の加圧浮上方法によれば、消泡剤供給工程によって急速攪拌工程に供される前の原水に対して消泡剤が供給され、急速攪拌工程にて貯留される原水の液面より下方にｐＨ調整剤及び無機凝集剤が供給され、緩速攪拌工程にて貯留される原水の液面より下方に高分子凝集剤が供給される。
このような本発明の加圧浮上方法によれば、消泡剤供給工程において急速攪拌工程に供される前の原水に対して消泡剤が供給されることによって、泡成分の発生を抑制することが可能となる。さらに、急速攪拌工程にて貯留される原水の液面より下方にｐＨ調整剤及び無機凝集剤が供給され、緩速攪拌工程にて貯留される原水の液面より下方に高分子凝集剤が供給されることによって、ｐＨ調整剤、無機凝集剤及び高分子凝集剤を原水の上層に溜まる泡成分に影響されることなく効率的に原水に混合することが可能となる。
このように本発明の加圧浮上方法によれば、泡成分の発生を抑制することが可能であると共に、ｐＨ調整剤、無機凝集剤及び高分子凝集剤等の薬剤を原水に効率的に混合することが可能となる。このため、加圧浮上方法において、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を原水として用いた場合であっても、泡成分に起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に係る加圧浮上装置及び加圧浮上方法の一実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００３０】
図１は、本実施形態の加圧浮上装置の概略構成を示したフロー図である。
この図に示すように、本実施形態の加圧浮上装置Ｓ１は、急速攪拌槽１、消泡剤供給部２、緩速攪拌槽３、加圧水供給部４、浮上セル５、処理水槽６及びフロス槽７を備えている。
【００３１】
急速攪拌槽１は、外部から供給される原水Ｘ１にｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２を添加して攪拌することによって、原水Ｘ１に溶解した成分を凝固させて固形物を生成するものである。
なお、本実施形態において原水Ｘ１は、例えば、馬鈴薯澱粉の製造の過程において発生する２次デカンタ汁液と１次デカンタ汁液を脱蛋白処理した処理液である脱蛋白処理液との混合液、あるいは、この混合液に希釈水とメタン発酵処理液（１次デカンタ汁液を脱蛋白処理することによって得られる回収蛋白をメタン発酵させる際に得られる排水）を混合した排水とされる。このように原水Ｘ１は、蛋白質及び浮遊性固形物を予め含んでいる。そして、原水Ｘ１は、原水Ｘ１の流路途中に設置されたバルブ８によって下流の急速攪拌槽１に供給される流量が調節される。
また、ｐＨ調整剤としては、原水が酸性である場合にはアルカリ性のもの、原水がアルカリ性である場合には酸性のものを用いる。
また、無機凝集剤Ｙ２としては、ポリ鉄溶液あるいはポリ塩化アルミニウム等を用いることができる。
【００３２】
急速攪拌槽１は、原水Ｘ１を貯留する貯留槽１１と、貯留槽１１に貯留された原水Ｘ１をｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２と共に急速攪拌する攪拌装置１２とを備えている。
そして、本実施形態においては、貯留槽１１に貯留された原水Ｘ１の液面より下方に新たに供給される原水Ｘ１、ｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２が供給される。なお、具体的には、原水Ｘ１、ｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２の供給配管の開口端が原水Ｘ１の液面より下方に配置されており、この供給配管を介して原水Ｘ１、ｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２を貯留槽１１内に供給することによって、原水Ｘ１、ｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２を貯留槽１１に貯留された原水Ｘ１の液面より下方に供給する。
【００３３】
消泡剤供給部２は、急速攪拌槽１に供給される前の原水Ｘ１に消泡剤Ｙ３を供給するものである。この消泡剤供給部２は、消泡剤Ｙ３を送り出す消泡剤供給ポンプ２１と、消泡剤Ｙ３の流路途中に設置される開閉弁２２及び逆止弁２３とを備えている。
なお、消泡剤Ｙ３としては、例えばアルコール系消泡剤あるいはシリコン系消泡剤のものを用いることができる。
【００３４】
緩速攪拌槽３は、急速攪拌槽１から供給される微小固形物を含む原水Ｘ１に高分子凝集剤Ｙ４を添加して攪拌することによって、原水Ｘ１に含まれる微小固形物（急速攪拌槽１で生成された固形物及び予め含む浮遊固形物）を凝集させて凝集フロックとするものである。
なお、高分子凝集剤Ｙ４としては、例えばポリアクリルアミドを主成分としてのノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用いることができる。
【００３５】
緩速攪拌槽３は、急速攪拌槽１の貯留槽１１からオーバーフローした原水Ｘ１を受けると共にその原水Ｘ１を貯留する貯留槽３１と、貯留槽３１に貯留された原水Ｘ１を高分子凝集剤Ｙ４と共に緩速攪拌する攪拌装置３２とを備えている。
そして、本実施形態においては、貯留槽３１に貯留された原水Ｘ１の液面より下方に高分子凝集剤Ｙ４が供給される。なお、具体的には、高分子凝集剤Ｙ４の供給配管の開口端が原水Ｘ１の液面より下方に配置されており、この供給配管を介して高分子凝集剤Ｙ４を貯留槽３１に貯留された原水Ｘ１の液面より下方に供給する。
【００３６】
加圧水供給部４は、緩速攪拌槽３から排出される原水Ｘ１に対して空気（気体）が溶解された加圧水Ｘ３を供給するものである。なお、本実施形態において加圧水供給部４は、浮上セル５から排出された処理水Ｘ２の一部を加圧して空気を溶解させて加圧水Ｘ３を生成し、この生成した加圧水Ｘ３を原水Ｘ１に供給する。
【００３７】
加圧水供給部４は、浮上セル５から排出された処理水の一部を取り込むと共に送り出すと共に加圧する循環ポンプ４１と、圧縮空気を送り出すコンプレッサ４２と、処理水と圧縮空気とを混合して加圧水Ｘ３を生成する混合部４３と、加圧水Ｘ３の圧力を調節するバルブ４４とを備えている。
【００３８】
浮上セル５は、加圧水Ｘ３が供給された原水Ｘ１を圧力開放することによって原水Ｘ１中に気泡を発生させ、この気泡を原水Ｘ１が含む凝集フロックに付着させて浮上させることで、原水Ｘ１を固体成分と液体成分とに分離するものである。そして、浮上セル５は、分離された固体成分を浮上フロスＸ４として排出し、分離された液体成分を処理水Ｘ２として排出する。
【００３９】
この浮上セル５は、加圧水Ｘ３が供給された原水Ｘ１を受けると共に大気圧にて貯留することで圧力開放する貯留槽５１と、貯留槽５１に貯留された原水Ｘ１を攪拌するための攪拌装置５２とを備えている。
【００４０】
処理水槽６は、浮上セル５から排出された処理水Ｘ２を一時的に貯留してから排出するものであり、処理水Ｘ２を一時的に貯留する貯留槽６１と、貯留槽６１に貯留された処理水Ｘ２を貯留槽６１の外部に排出するためのポンプ６２とを備えている。
【００４１】
フロス槽７は、浮上セル５から排出された浮上フロスＸ４を一時的に貯留してから排出するものであり、浮上フロスＸ４を一時的に貯留する貯留槽７１と、貯留槽７１に貯留された浮上フロスＸ４を貯留槽７１の外部に排出するためのポンプ７２とを備えている。
【００４２】
次に、このように構成された本実施形態の加圧浮上装置の動作（加圧浮上方法）について説明する。
【００４３】
まず、急速攪拌槽１に供給される前の原水Ｘ１は、消泡剤供給部２において消泡剤Ｙ３が供給される（消泡剤供給工程）。このように原水Ｘ１に消泡剤Ｙ３を供給することによって、下流側において原水Ｘ１に泡成分が発生することを抑制することができる。
【００４４】
消泡剤Ｙ３が供給された原水Ｘ１は、急速攪拌槽１に供給される。
ここで原水Ｘ１は、急速攪拌槽１の貯留槽１１に先に貯留された原水Ｘ１の液面よりも下方に供給される。このため、急速攪拌槽１の貯留槽１１の上層に泡成分が溜まっている場合であっても、新たな原水Ｘ１を確実に貯留槽１１に供給することができると共に、供給の際に原水Ｘ１が掻き乱されないため、原水Ｘ１に泡成分が生じることを抑制することができる。
【００４５】
急速攪拌槽１に供給された原水Ｘ１は、ｐＨ調整剤Ｙ１と無機凝集剤Ｙ２とが添加され、これらの薬剤と共に急速攪拌される。これによって、原水Ｘ１に溶解された成分が凝固して微小固形物が生成される（急速攪拌工程）。
ここで、ｐＨ調整剤Ｙ１と無機凝集剤Ｙ２とは、急速攪拌槽１の貯留槽１１に先に貯留された原水Ｘ１の液面よりも下方に供給される。このため、急速攪拌槽１の貯留槽１１の上層に泡成分が溜まっている場合であっても、先に貯留された原水Ｘ１とｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２とを確実に混合することができると共に、供給の際に原水Ｘ１が掻き乱されないため、原水Ｘ１に泡成分が生じることを抑制することができる。
【００４６】
続いて、微小固形物を含む原水Ｘ１は、緩速攪拌槽３に供給される。そして、緩速攪拌槽３に供給された原水Ｘ１は、高分子凝集剤Ｙ４が添加され、この高分子凝集剤Ｙ４と共に緩速攪拌される。これによって、急速攪拌槽１にて生成された微小固形物及び予め含む浮遊性固形物が凝集されて凝集フロックとなる（緩速攪拌工程）。
ここで、高分子凝集剤Ｙ４は、緩速攪拌槽３の貯留槽３１に先に貯留された原水Ｘ１の液面よりも下方に供給される。このため、緩速攪拌槽３の貯留槽３１の上層に泡成分が溜まっている場合であっても、先に貯留された原水Ｘ１と高分子凝集剤Ｙ４とを確実に混合することができると共に、供給の際に原水Ｘ１が掻き乱されないため、原水Ｘ１に泡成分が生じることを抑制することができる。
【００４７】
続いて、凝集フロックを含む原水Ｘ１は、加圧水供給部４によって加圧水Ｘ３を供給される。そして、加圧水Ｘ３が供給された原水Ｘ１は、浮上セル５に供給される。
浮上セル５に供給された原水Ｘ１は、圧力開放され、これによって生じた気泡によって固体成分と液体成分とに分離される（分離工程）。そして、液体成分が処理水Ｘ２として浮上セル５から排出され、固体成分が浮上フロスＸ４として浮上セル５から排出される。
【００４８】
浮上セル５から排出された処理水Ｘ２は、一部が循環ポンプ４１によって汲み取られ、加圧されて圧縮空気と混合されることによって加圧水Ｘ３とされ、残りが処理水槽６に供給されて一時的に貯留された後に、処理水槽６の外部に排出される。
【００４９】
浮上セル５から排出された浮上フロスＸ４は、フロス槽７に供給されて一時的に貯留された後に、フロス槽７の外部に排出される。
【００５０】
以上のような本実施形態の加圧浮上装置によれば、消泡剤供給部２によって急速攪拌槽１に供給される前の原水Ｘ１に対して消泡剤Ｙ３が供給され、急速攪拌槽に貯留される原水の液面より下方にｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２が供給され、緩速攪拌槽３に貯留される原水Ｘ１の液面より下方に高分子凝集剤Ｙ４が供給される。
このような本実施形態の加圧浮上装置によれば、消泡剤供給部２によって、急速攪拌槽１に供給される前の原水Ｘ１に対して消泡剤Ｙ３が供給されることで、泡成分の発生を抑制することが可能となる。さらに、急速攪拌槽１に貯留される原水Ｘ１の液面より下方にｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２が供給され、緩速攪拌槽３に貯留される原水Ｘ１の液面より下方に高分子凝集剤Ｙ４が供給されることによって、ｐＨ調整剤Ｙ１、無機凝集剤Ｙ２及び高分子凝集剤Ｙ４を原水Ｘ１の上層に溜まる泡成分に影響されることなく効率的に原水Ｘ１に混合することが可能となる。
このように本実施形態の加圧浮上装置によれば、泡成分の発生を抑制することが可能であると共に、ｐＨ調整剤Ｙ１、無機凝集剤Ｙ２及び高分子凝集剤Ｙ４等の薬剤を原水Ｘ１に効率的に混合することが可能となる。このため、加圧浮上装置において、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を原水Ｘ１として用いた場合であっても、泡成分に起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態の加圧浮上方法によれば、消泡剤供給工程によって急速攪拌工程に供される前の原水Ｘ１に対して消泡剤Ｙ３が供給され、急速攪拌工程にて貯留される原水Ｘ１の液面より下方にｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２が供給され、緩速攪拌工程にて貯留される原水Ｘ１の液面より下方に高分子凝集剤Ｙ４が供給される。
このような本実施形態の加圧浮上方法によれば、消泡剤供給工程において急速攪拌工程に供される前の原水Ｘ１に対して消泡剤Ｙ３が供給されることによって、泡成分の発生を抑制することが可能となる。さらに、急速攪拌工程にて貯留される原水Ｘ１の液面より下方にｐＨ調整剤Ｙ１及び無機凝集剤Ｙ２が供給され、緩速攪拌工程にて貯留される原水Ｘ１の液面より下方に高分子凝集剤Ｙ４が供給されることによって、ｐＨ調整剤Ｙ１、無機凝集剤Ｙ２及び高分子凝集剤Ｙ４を原水Ｘ１の上層に溜まる泡成分に影響されることなく効率的に原水に混合することが可能となる。
このように本実施形態の加圧浮上方法によれば、泡成分の発生を抑制することが可能であると共に、ｐＨ調整剤Ｙ１、無機凝集剤Ｙ２及び高分子凝集剤Ｙ４等の薬剤を原水Ｘ１に効率的に混合することが可能となる。このため、加圧浮上方法において、２次デカンタ汁液や脱蛋白処理液等の排水を原水として用いた場合であっても、泡成分に起因する不具合の発生を抑制することが可能となる。
【００５２】
図２〜図４は、上記実施形態の加圧浮上装置Ｓ１の実施例の実験結果を示すものである。なお、本実施例においては、原水Ｘ１として、全固形物が７７２５ｍｇ／ｌであり、浮遊性固形物が１３９３ｍｇ／ｌであり、有機物濃度（ＣＯＤ）が１５７１ｍｇ／ｌであるものを使用し、その流量を８４ｍ^３／ｈｒとした。
【００５３】
図２は、高分子凝集剤Ｙ４として濃度０．１５ｗｔ％のポリアクリルアミドを主成分とするノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用い、高分子凝集剤Ｙ４の添加量を５０００ｃｃ／ｍ^３とし、ｐＨ調整後の原水Ｘ１のｐＨ値を６とし、無機凝集剤Ｙ２としてポリ鉄溶液を用い、さらに無機凝集剤Ｙ２の添加量を３０００ｃｃ／ｍ^３、４０００ｃｃ／ｍ^３、５０００ｃｃ／ｍ^３、６０００ｃｃ／ｍ^３、７０００ｃｃ／ｍ^３に変化させた場合における泡成分の影響に対する判定を比較するための表である。なお、図２においては、無機凝集剤Ｙ２及び高分子凝集剤Ｙ４の添加量として、原水に１リットルに対する添加グラム数を併記している。
そして、この図に示すように、無機凝集剤Ｙ２の添加量が４０００ｃｃ／ｍ^３、５０００ｃｃ／ｍ^３、６０００ｃｃ／ｍ^３の場合に好ましい結果が得られ、無機凝集剤Ｙ２の使用量を削減するという観点からすると、無機凝集剤Ｙ２の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とすることが特に好ましいことが分かる。
【００５４】
図３は、ｐＨ調整後の原水Ｘ１のｐＨ値を６とし、無機凝集剤Ｙ２としてポリ鉄溶液を用い、さらに無機凝集剤Ｙ２の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とし、高分子凝集剤Ｙ４として濃度０．１５ｗｔ％のポリアクリルアミドを主成分とするノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用い、高分子凝集剤Ｙ４の添加量を３０００ｃｃ／ｍ^３、３５００ｃｃ／ｍ^３、４０００ｃｃ／ｍ^３、４５００ｃｃ／ｍ^３、５０００ｃｃ／ｍ^３に変化させた場合における泡成分の影響に対する判定を比較するための表である。なお、図３においても、無機凝集剤Ｙ２及び高分子凝集剤Ｙ４の添加量として、原水に１リットルに対する添加グラム数を併記している。
そして、この図に示すように、高分子凝集剤Ｙ４の添加量が３０００ｃｃ／ｍ^３、３５００ｃｃ／ｍ^３、４０００ｃｃ／ｍ^３、４５００ｃｃ／ｍ^３、５０００ｃｃ／ｍ^３の全て場合において好ましい結果が得られ、高分子凝集剤Ｙ４の使用量を削減するという観点からすると、高分子凝集剤Ｙ４の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とすることが特に好ましいことが分かる。
【００５５】
図４は、無機凝集剤Ｙ２としてポリ鉄溶液を用い、さらに無機凝集剤Ｙ２の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とし、高分子凝集剤Ｙ４として濃度０．１５ｗｔ％のポリアクリルアミドを主成分とするノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用い、さらに高分子凝集剤Ｙ４の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とし、ｐＨ調整後の原水Ｘ１のｐＨ値を５、６、７と変化させた場合泡成分の影響に対する判定を比較するための表である。なお、図４においても、無機凝集剤Ｙ２及び高分子凝集剤Ｙ４の添加量として、原水に１リットルに対する添加グラム数を併記している。
そして、この図に示すように、ｐＨ調整後の原水Ｘ１のｐＨ値が５、６、７の全ての場合において好ましい結果が得られ、特にｐＨ値が６とすることが好ましいことが分かる。
【００５６】
以上の実験例によって、無機凝集剤Ｙ２の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とし、高分子凝集剤Ｙ４の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とし、ｐＨ調整後の原水Ｘ１のｐＨ値を６とすることが好ましいことが分かった。上述のように原水Ｘ１においては、全固形物が７７２５ｍｇ／ｌであり、浮遊性固形物が１３９３ｍｇ／ｌであり、有機物濃度（ＣＯＤ）が１５７１ｍｇ／ｌであったのに対して、本実験例では、処理水Ｘ２においては、全固形物が７０９８ｍｇ／ｌであり、浮遊性固形物が６２ｍｇ／ｌであり、有機物濃度（ＣＯＤ）が４９２ｍｇ／ｌとなった。また本実験例から分かるように、無機凝集剤Ｙ２の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とし、高分子凝集剤Ｙ４の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とし、ｐＨ調整後の原水Ｘ１のｐＨ値を６とすることによって、特に原水Ｘ１の浮遊固形物を減少させることができる。
なお、本実験例においては、原水Ｘ１の蛋白質濃度が６２００ｐｐｍ（全窒素濃度１０００ｐｐｍ）である場合に、消泡剤の添加量は１０．７ｐｐｍであることが好ましいことが分かっている。
【００５７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る加圧浮上装置及び加圧浮上方法の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００５８】
例えば、上記実施形態においては、原水Ｘ１として、馬鈴薯澱粉の製造の過程において発生する２次デカンタ汁液と１次デカンタ汁液を脱蛋白処理した処理液である脱蛋白処理液との混合液、あるいは、この混合液に希釈水とメタン発酵処理液（１次デカンタ汁液を脱蛋白処理することによって得られる回収蛋白をメタン発酵させる際に得られる排水）を混合した排水を用いる構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも蛋白質及び浮遊固形物を含む液体を原水として用いることによって効果を発揮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施形態である加圧浮上装置の概略構成を示すフロー図である。
【図２】本発明の一実施形態である加圧浮上装置において無機凝集剤の添加量を変化させた場合の結果を比較するための表である。
【図３】本発明の一実施形態である加圧浮上装置において高分子凝集剤の添加量を変化させた場合の結果を比較するための表である。
【図４】本発明の一実施形態である加圧浮上装置においてｐＨ調整後の原水のｐＨ値を変化させた場合の結果を比較するための表である。
【符号の説明】
【００６０】
Ｓ１……加圧浮上装置、１……急速攪拌槽、２……消泡剤供給部、３……緩速攪拌槽、４……加圧水供給部、５……浮上セル（分離部）、６……処理水槽、７……フロス槽、Ｘ１……原水、Ｘ２……処理水、Ｘ３……加圧水、Ｘ４……浮上フロス、Ｙ１……ｐＨ調整剤、Ｙ２……無機凝集剤、Ｙ３……消泡剤、Ｙ４……高分子凝集剤

【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛋白質及び浮遊性固形物を含む原水にｐＨ調整剤及び無機凝集剤を添加して攪拌することによって前記原水中に微小固形物を生成する急速攪拌槽と、前記微小固形物が生成された前記原水に高分子凝集剤を添加して攪拌することによって前記微小固形物を凝集させて凝集フロックとする緩速攪拌槽と、前記凝集フロックを含有する前記原水に気体が溶解された加圧水を供給する加圧水供給部と、前記加圧水が供給された前記原水を圧力開放することによって前記原水を固体成分と液体成分とに分離する分離部とを備える加圧浮上装置であって、
前記急速攪拌槽に供給される前の前記原水に対して消泡剤を供給する消泡剤供給手段を備えると共に、
前記原水、前記ｐＨ調整剤及び前記無機凝集剤が前記急速攪拌槽に貯留される前記原水の液面より下方に供給され、
前記高分子凝集剤が前記緩速攪拌槽に貯留される前記原水の液面より下方に供給される
ことを特徴とする加圧浮上装置。
【請求項２】
前記原水の蛋白質濃度が６２００ｐｐｍである場合に、前記消泡剤の添加量は１０．７ｐｐｍであることを特徴とする請求項１記載の加圧浮上装置。
【請求項３】
前記無機凝集剤としてポリ鉄溶液を用い、該無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３〜６０００ｃｃ／ｍ^３とすることを特徴とする請求項１または２記載の加圧浮上装置。
【請求項４】
前記無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とすることを特徴とする請求項３記載の加圧浮上装置。
【請求項５】
前記高分子凝集剤としてポリアクリルアミドを主成分とするノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用い、前記高分子凝集剤の添加量を３０００ｃｃ／ｍ^３〜５０００ｃｃ／ｍ^３とすると共に濃度を０．１５ｗｔ％とすることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の加圧浮上装置。
【請求項６】
前記高分子凝集剤の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とすることを特徴とする請求項５記載の加圧浮上装置。
【請求項７】
前記原水に前記ｐＨ調整剤を添加することによって、前記原水のｐＨ値を５〜７とすることを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の加圧浮上装置。
【請求項８】
前記原水のｐＨ値を６とすることを特徴とする請求項７記載の加圧浮上装置。
【請求項９】
蛋白質及び浮遊性固形物を含む原水にｐＨ調整剤及び無機凝集剤を添加して攪拌することによって前記原水中に微小固形物を生成する急速攪拌工程と、前記微小固形物が生成された前記原水に高分子凝集剤を添加して攪拌することによって前記微小固形物を凝集させて凝集フロックとする緩速攪拌工程と、前記凝集フロックを含有する前記原水に気体が溶解された加圧水を供給する加圧水供給工程と、前記加圧水が供給された前記原水を圧力開放することによって前記原水を固体成分と液体成分とに分離する分離工程とを有する加圧浮上方法であって、
前記急速攪拌工程に供される前の前記原水に対して消泡剤を供給する消泡剤供給工程を有すると共に、
前記原水、前記ｐＨ調整剤及び前記無機凝集剤が前記急速攪拌工程にて貯留される前記原水の液面より下方に供給され、
前記高分子凝集剤が前記緩速攪拌工程にて貯留される前記原水の液面より下方に供給される
ことを特徴とする加圧浮上方法。
【請求項１０】
前記原水の蛋白質濃度が６２００ｐｐｍである場合に、前記消泡剤の添加量は１０．７ｐｐｍであることを特徴とする請求項９記載の加圧浮上方法。
【請求項１１】
前記無機凝集剤としてポリ鉄溶液を用い、該無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３〜６０００ｃｃ／ｍ^３とすることを特徴とする請求項９または１０記載の加圧浮上方法。
【請求項１２】
前記無機凝集剤の添加量を４０００ｃｃ／ｍ^３とすることを特徴とする請求項１１記載の加圧浮上方法。
【請求項１３】
前記高分子凝集剤としてポリアクリルアミドを主成分とするノニオン・アニオン系の両性ポリマーを用い、前記高分子凝集剤の添加量を３０００ｃｃ／ｍ^３〜５０００ｃｃ／ｍ^３とすると共に濃度を０．１５ｗｔ％とすることを特徴とする請求項９〜１２いずれかに記載の加圧浮上方法。
【請求項１４】
前記高分子凝集剤の添加量を３５００ｃｃ／ｍ^３とすることを特徴とする請求項１３記載の加圧浮上方法。
【請求項１５】
前記原水に前記ｐＨ調整剤を添加することによって、前記原水のｐＨ値を５〜７とすることを特徴とする請求項９〜１４いずれかに記載の加圧浮上方法。
【請求項１６】
前記原水のｐＨ値を６とすることを特徴とする請求項１５記載の加圧浮上方法。

【図１】