ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液の処理装置および処理方法
【課題】ＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分の１種以上を含有する液体を効果的に処理して、ＣＯＤ濃度、ＴＯＣ濃度、色素成分濃度が低い処理水を得ることができるとともに、装置の設置コスト、ランニングコストを低下させることができる処理装置および方法を提供する。
【解決手段】ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液１２が貯留される取込槽１４と、軽石からなる粒状体を生物担体として上記液体の生物処理を行う第１処理槽１６と、珪藻土からなる粒状体を生物担体として第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽１８と、不織布を濾材として第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽２０と、第３処理槽の処理水を取込槽に返送する循環機構２２とを具備する処理装置を用いる。そして、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に５〜１５回返送しつつ、第１〜第３処理槽で上記液体の処理を行った後、第３処理槽の処理水を放流する。
【解決手段】ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液１２が貯留される取込槽１４と、軽石からなる粒状体を生物担体として上記液体の生物処理を行う第１処理槽１６と、珪藻土からなる粒状体を生物担体として第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽１８と、不織布を濾材として第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽２０と、第３処理槽の処理水を取込槽に返送する循環機構２２とを具備する処理装置を用いる。そして、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に５〜１５回返送しつつ、第１〜第３処理槽で上記液体の処理を行った後、第３処理槽の処理水を放流する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液、蛋白質含有洗米排水といったＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分の１種以上を含有する液体の処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、麺類の茹で汁や洗浄水の処理技術として、特許文献１の濾過処理方法が提案されている。特許文献１の濾過処理方法は、製麺した麺を茹でる工程と、その後、冷水で洗浄する工程を有する食用麺の製造工程で生じる排水の濾過処理方法であって、麺の茹で工程で生じる茹で汁および／または麺を冷水で洗浄する工程で生じる洗浄排水をダイナミック濾過処理した後、さらに限外濾過処理するものである（請求項１、３）。
【０００３】
ところで、現在、香川県では、うどん店の排水が問題となっている。うどん店の排水とは、うどんの茹で汁、洗浄水、温め用水などである。このうどん店の排水は、他の飲食店や食料品製造業の排水よりもＣＯＤ（化学的酸素要求量）濃度やＴＯＣ（全有機炭素）濃度が高く、家庭からの未処理の排水と比較すると、ＣＯＤ濃度が約１０倍に、合併処理浄化槽が設置されている家庭からの排水と比較すると、ＣＯＤ濃度が約３０倍になる。具体的には、通常、うどんの茹で汁はＣＯＤ濃度が１３００〜１１０００ｍｇ／Ｌ、洗浄水はＣＯＤ濃度が１００〜２００ｍｇ／Ｌ、温め用水はＣＯＤ濃度が５０〜１３００ｍｇ／Ｌである。
【０００４】
香川県では、下水道の普及率が低いため、多くのうどん店、特に郊外にある多くの小規模うどん店は排水をそのまま河川に流しており、上記排水が河川、池、海などの水質を悪化させる原因となっている。そのため、河川、池、海などの水質保全対策として、うどん店において個別に排水を処理して、排水中のＣＯＤ濃度およびＴＯＣ濃度を低下させることが要望されている。
【０００５】
また、印刷機には、ポリビニルアルコールと色素成分を含む廃液を排出するものがあるが、このようなポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液といったＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分に加えて色素成分を含有する廃液では、色素成分を分解して無色の処理液を得ることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の濾過処理方法は、ダイナミック濾過処理と限外濾過処理とを併用するため、装置の設置コスト、ランニングコストが高くなるものであった。また、色素成分を含有する液体を低コストで処理して色素を分解する方法が要望されていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上述したうどんの茹で汁などの澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液や、蛋白質含有洗米排水のようなＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分の１種以上を含有する液体を効果的に処理して、ＣＯＤ濃度、ＴＯＣ濃度および色素成分濃度が低い処理水を得ることができるとともに、装置の設置コスト、ランニングコストを低下させることができる処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するため、
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備するＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置を用い、
前記循環機構により前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に１日に５〜１５回返送しつつ、前記第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽により前記ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液の処理を行った後、前記第３処理槽の処理水を放流することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法を提供する。
【００１１】
本発明において、ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液とは、ＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分から選ばれる１種または２種以上の成分を含む液体をいう。ＣＯＤ成分とは、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）として検出される成分をいい、ＴＯＣ成分とは、ＴＯＣ（全有機炭素）として検出される成分をいう。ＣＯＤ成分およびＴＯＣ成分としては、例えば、澱粉、ポリビニルアルコール、蛋白質等の種々の有機物を挙げることができる。また、色素成分としては、例えば、カラー印刷機用インキに含まれる種々の色素成分を挙げることができる。
【００１２】
本発明では、まず、第１処理槽において、軽石からなる粒状体を生物担体としてＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液（原液）の生物処理を行う。上記軽石からなる粒状体では、粒状体の外側部分で好気的生物処理が行われ、粒状体の内側部分で嫌気的生物処理が行われる。本発明では、次に、第２処理槽において、珪藻土からなる粒状体を生物担体として第１処理槽の処理水の生物処理を行う。この場合、珪藻土からなる粒状体では、粒状体の外側部分および内側部分の両方で好気的生物処理が行われる。また、特に処理開始初期に珪藻土からなる粒状体から珪藻土が流出し、この珪藻土が第３処理槽の濾材の表面に付着する。本発明では、さらに、第３処理槽において、不織布を濾材として第２処理槽の処理水の濾過処理を行う。この場合、上述したように、濾材の表面には珪藻土が付着しているので、この珪藻土の作用により濾材の濾過性能が向上し、濾過処理が効率的に行われる。
【００１３】
本発明では、第１の生物処理、第２の生物処理および濾過処理を順次行う上記処理装置を用いるとともに、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に５〜１５回返送しつつ、第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽によりＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液の処理を行うことにより、ＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分、を高濃度で含有する液体や、さらに色素成分を含有する液体を効果的に処理して、ＣＯＤ濃度、ＴＯＣ濃度および色素成分濃度が低い処理水を得ることができる。
【００１４】
本発明において、生物処理に用いる微生物の処理装置における添加箇所に限定はなく、第１処理槽の手前において液中に添加してもよく、第１処理槽において液中に添加してもよく、第１処理槽および第２処理槽の両方において液中に添加してもよよい。
【００１５】
本発明において、取込槽に貯留されるＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液としては、例えば、うどん店におけるうどんの茹で汁などの澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液、蛋白質含有洗米排水などが挙げられる。ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液とは、現像液を使用する印刷機から排出される現像液廃液である。蛋白質含有洗米排水とは、水洗い式による無洗米の製造時に生じる原料米の洗浄水排水である。
【００１６】
本発明において、うどんの茹で汁の生物処理を行う場合、微生物として、うどんの茹で汁から採取して培養した複数種の菌体から選別した、澱粉処理能力に優れた１種または２種以上のものを用いることが好ましく、これにより澱粉を効果的に分解することが可能となる。また、本発明において、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液の処理を行う場合、生物処理に使用する微生物の一部または全部に納豆菌を用いることが好ましく、これにより色素を効果的に分解することが可能となる。さらに、本発明において、生物処理に使用する微生物の一部に乳酸菌を用いることにより、微生物の活性化・長寿命化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置および処理方法によれば、ＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分の１種以上を含有する液体を効果的に処理して、ＣＯＤ濃度、ＴＯＣ濃度および色素成分濃度が低い処理水を得ることができるとともに、装置の設置コスト、ランニングコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置の一実施形態を示すフロー図である。
【図２】図１の処理装置の第１処理槽および第２処理槽を示す概略断面図である。
【図３】図１の処理装置の第３処理槽を示す概略断面図である。
【図４】第２処理槽の一例を示す概略断面図である。
【図５】実施例１の結果を示す水質検査成績書の写しである。
【図６】実施例１の結果を示す水質検査成績書の写しである。
【図７】比較例１の結果を示す水質検査成績書の写しである。
【図８】実施例２における試料水のＣＯＤ濃度を示す計量証明書の写しである。
【図９】実施例２の結果を示す計量証明書の写しである。
【図１０】実施例３における試料水のＣＯＤ濃度を示す成分分析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明につき図面を参照して詳しく説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は本発明に係るＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置の一実施形態を示すフロー図、図２は同装置の第１処理槽および第２処理槽を示す概略断面図、図３は同装置の第３処理槽を示す概略断面図である。本例の処理装置は、主に、うどん店のうどんの茹で汁（澱粉含有排水）の処理装置として使用される。
【００２１】
本例の処理装置１０は、うどん店の茹で釜からの茹で汁１２が貯留される取込槽１４と、取込槽１４のうどんの茹で汁１２が導入される第１処理槽１６と、第１処理槽１６の処理水が導入される第２処理槽１８と、第２処理槽１８の処理水が導入される第３処理槽２０と、第３処理槽２０の処理水を取込槽１４に返送する循環機構２２と、第１処理槽１６、第２処理槽１８および第３処理槽２０の曝気を行う曝気機構２４と、第１処理槽１６、第２処理槽１８および第３処理槽２０の逆洗を行う逆洗機構２５とを具備する。
【００２２】
また、図１において、２６は取込槽１４のうどんの茹で汁１２を第１処理槽１６に導入する第１導入管、２８は第１導入管２６に介装された第１導入ポンプ、３０は第１処理槽１６の処理水を第２処理槽１８に導入する第２導入管、３２は第２導入管３０に介装された第２導入ポンプ、３４は第２処理槽１８の処理水を第３処理槽２０に導入する第３導入管、３６は第３導入管３４に介装された第３導入ポンプ、３８は第３処理槽２０の処理水を取込槽１４に返送する返送管、４０は返送管３８に介装された返送ポンプを示す。本例では、返送管３８と返送ポンプ４０によって循環機構２２が構成されている。また、第１導入ポンプ２８には温水用吐出圧一定のポンプが使用され、第２導入ポンプ３２、第３導入ポンプ３６および返送ポンプ４０には自吸カスケードポンプが使用されている。
【００２３】
曝気機構２４は、エアポンプ２７と、このエアポンプ２７に接続された第１〜第３曝気管（後述）とからなる。逆洗機構２５は、逆洗水導入管２９と、この逆洗水導入管２９に接続された第１〜第３逆洗管（後述）とからなる。逆洗水導入管２９は、例えば逆洗水タンク、水道蛇口等の逆洗水供給源に接続されている。
【００２４】
第１処理槽１６は、図２に示すように、ポリ塩化ビニルからなる円筒状の外管４２と、外管４２内に同心状に配設されたポリ塩化ビニルからなる円筒状の内管４４とを具備する。外管４２の上部には第１導入管２６が接続され、この第１導入管２６には、先端にノズル４８が取り付けられた散水管４６が連結されており、ノズル４８は内管４４の開口部の上方に位置している。外管４２の下部には、第２導入管３０が接続されている。なお、外管４２の上端開口部および下端開口部は、円形の閉塞板５０、５２により閉塞されている。
【００２５】
外管４２の底部には、傾斜したポリ塩化ビニルからなる円板状の底板５４が設置され、底板５４上に曝気機構２４の第１曝気管５６が配置されている。内管４４の上部および下部には、ポリ塩化ビニルからなる通水孔が形成された円板状の仕切り板５８、６０が設置され、かつ、内管４４の周壁部下部には小径の多数の通水孔６２が形成されているとともに、上記仕切り板５８、６０の間に、軽石からなる球形の粒状体６４が充填されている。なお、図２では、一部の通水孔６２、一部の粒状体６４のみを図示してある。さらに、内管４４内には、逆洗機構２５の第１逆洗管６６が上部から挿入され、第１逆洗管６６の先端は内管４４の下部まで伸びている。
【００２６】
上述した軽石からなる粒状体６４としては、例えば、火山岩の１種である日向石を用いることができる。粒状体６４の平均粒径は１５〜３０ｍｍ、細孔径は１〜１５μｍであることが適当である。粒状体６４には、微細な孔が無数に形成されており、外側部分には曝気の効果により好気性菌が繁殖し、内側部分には嫌気性菌が繁殖している。そのため、担体中に好気性菌および嫌気性菌の両方が繁殖し、両者の相乗効果が得られ、澱粉の除去、特に茹でた澱粉の除去に卓効を表す。
【００２７】
第２処理槽１８は、第１処理槽１６と同じ装置構成のものである。図２において、第１処理槽１６と第２処理槽１８とで共通する部分には、同一の参照符号を付してその説明を省略し、第１処理槽１６と第２処理槽１８とで異なる部分には、２つの参照符号を付す。
【００２８】
第２処理槽１８は、図２に示すように、第１処理槽１６と同じ外管４２および内管４４を具備する。外管４２の上部には第２導入管３０が接続され、この第２導入管３０には、第１処理槽１６と同じ散水管４６が連結されている。外管４２の下部には、第３導入管３４が接続されている。
【００２９】
外管４２の底部には、第１処理槽１６と同じ底板５４が設置され、底板５４上に曝気機構２４の第２曝気管６８が配置されている。また、内管４４の仕切り板５８、６０の間には、珪藻土からなる球形の粒状体７０が充填されている。なお、図２では、一部の粒状体７０のみを図示してある。さらに、内管４４内には、逆洗機構２５の第２逆洗管７２が上部から挿入され、第２逆洗管７２の先端は内管４４の下部まで伸びている。
【００３０】
珪藻土からなる粒状体７０としては、例えば、珪藻土をバインダなどによって固めたものを用いることができる。粒状体７０の平均粒径は２〜１５ｍｍ、細孔径は１〜５μｍであることが適当である。粒状体７０では、曝気の効果により表面および内部全体に好気性菌が繁殖しており、良好な好気性生物処理が行われる。また、珪藻土には濁りを吸着して除去する性質があるので、清澄な処理水を得ることができる。
【００３１】
第１処理槽１６および第２処理槽１８では、被処理水は、ノズル４８から内管４４内に放出され、内管４４内で粒状体６４、７０を生物担体として生物処理が行われた後、内管４４内から外管４２内に流出し、第２、３導入管３０、３４から排出される。
【００３２】
第３処理槽２０は、図３に示すように、ポリ塩化ビニルまたはステンレス鋼製金網からなる円筒状の外管７４と、外管７４内に同心状に配設されたポリ塩化ビニルからなる円筒状の内管７６とを具備する。外管７４の上部には第３導入管３４が接続され、第３導入管３４の端部は外管７４と内管７６との間の上下方向中間部近傍に延びている。また、外管７４の上部には返送管３８が接続され、この返送管３８の端部は内管７４内の下部に延びている。さらに、外管７４の下部には、ドレンの排出管８０が接続され、排出管８０には開閉弁８２が介装されている。なお、外管７４の上端開口部および下端開口部は、円形の閉塞板８４、８６により閉塞されている。
【００３３】
外管７４の底部には、傾斜したポリ塩化ビニルからなる円板状の底板８８が設置され、底板８８上に曝気機構２４の第３曝気管９０が配置されている。また、内管７６の周壁部には、多数の通水孔が形成されているとともに、内管７６の外周面には、不織布からなる濾材９２が巻き付けられている。さらに、内管７６の下部には、ポリ塩化ビニルからなる円板状の仕切り板９４が設置されている。また、内管７６内には、逆洗機構２５の第３逆洗管９６が上部から挿入され、第３逆洗管９６の先端は内管７６の下部まで伸びている。
【００３４】
不織布からなる濾材９２としては、例えば、紙からなり、秤量２２０〜３２０ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜０．６ｍｍ、平均穴径値１．２〜２．２μｍ、透気度１４０〜２２０ｓｅｃ、破裂強度３６０〜４６０ｋＰａ、ポアサイズ８〜１３μｍ、細孔径０．７〜４μｍのものを好適に用いることができる。濾材９２は、不織布からなるため、水中の濁りを効果的に除去して、清澄な処理水を得ることができる。また、第２処理槽１８の粒状体７０の使用時、特に使用開始初期に、粒状体７０から珪藻土が流出し、珪藻土が濾材９２の表面に付着するため、この表面に付着した珪藻土の作用により濾材９２の濾過性能が向上し、効率的な濾過処理を行うことができる。
【００３５】
第３処理槽２０では、被処理水は、第３導入管３４から外管７４と内管７６との間に放出され、濾材９２を通過して内管４４内に流入した後、返送管３８により取込槽１４に返送される。また、最終的な第３処理槽２０の処理水は、開閉弁８２を開いて排出管８０から排出される。
【００３６】
なお、図示していないが、本例の処理装置１０には、運転制御盤および各処理槽の液面検出機構が設置されている。そして、上記液面検出機構で各処理槽の液面を常時検出し、電源を切らない限り、取込槽１４から第１処理槽１６、第２処理槽１８、第３処理槽２０へ、また、第３処理槽２０から取込槽１４へと、被処理水を順次循環して処理するようになっている。
【００３７】
本例の処理装置１０によってうどん店のうどんの茹で汁を処理する場合、取込槽１４でうどんの茹で汁を冷却した後、この茹で汁を第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽で順次処理する。そして、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に５〜１５回返送しつつ、第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽により排水の処理を繰り返す。これにより、ＣＯＤ濃度やＴＯＣ濃度が低い清澄な処理水を得ることができる。この処理水は、問題なく河川などに放流することができる。本例の処理装置１０は、小規模のうどん店が経済的に無理なく導入することができるものである。
【００３８】
本発明のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、下記のような構成とすることができる。
（１）第１処理槽１６の内管４４を、軽石からなる粒状体６４を予め充填したカートリッジ式のものとし、必要に応じ内管４４を取り外して交換できるようにする。
（２）第２処理槽１８の内管４４を、珪藻土からなる粒状体７０を予め充填したカートリッジ式のものとし、必要に応じ内管４４を取り外して交換できるようにする。
（３）第３処理槽２０の内管７６を、不織布からなる濾材９２を予め巻き付けたカートリッジ式のものとし、必要に応じ内管７６を取り外して交換できるようにする。
（４）第２処理槽１８の内管４４内に、図４に示すように、高さ方向中間部に複数（本例では６枚）の金網１００を適宜間隔離間させて設置し、上下の金網１００間に珪藻土からなる粒状体７０を充填するとともに、粒状体７０を充填していな金網１００間や仕切り板５８、６０と金網１００との間に網状接触材（流動床担体）１０２を充填することができ、これにより珪藻土からなる粒状体７０の流動性を確保することができる。すなわち、珪藻土からなる粒状体７０は、互いにくっついて動かなくなることがあるが、上記構成によればこのような不都合を防止することができる。上記網状接触材としては、例えば、関西化工株式会社製バイオフロンティア（商品名）を用いることができる。
（５）第１処理槽１６、第２処理槽１８、第３処理槽２０内の被処理水は、処理槽内で泡立つことがある。このような場合は、適宜箇所で被処理水に消泡剤を添加することができる。上記消泡剤としては、シリコーン系消泡剤を好適に使用することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により本発明を具体的に示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４０】
（実施例１）
図１に示した処理装置を用い、下記試料水１、２の処理を行った。この場合、第１処理槽の手前において、試料水４に澱粉を分解する能力を有する菌体を添加した。この菌体は、うどんの茹で汁から採取して培養した複数種の菌体から選別したものである。また、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に１０回返送しつつ、処理を行った。その結果、試料水１の第３処理槽の最終処理水のＴＯＣ濃度は１３ｍｇ／Ｌ（図５参照）、試料水２の第３処理槽の最終処理水のＴＯＣ濃度は３９ｍｇ／Ｌ（図６参照）であった。上記数値は、香川県条例の定める処理排水の基準値であるＴＯＣ濃度２６０ｍｇ／Ｌを大きく下回るものであり、これにより、本発明に係る処理装置の効果が確認された。
・試料水１：上原製麺所（香川県坂出市）のうどんの茹で汁。
・試料水２：試料水１とは別の日に採取した上原製麺所のうどんの茹で汁。
【００４１】
（比較例１）
図１に示した処理装置の第３処理槽を用い、不織布からなる濾材のみによって下記試料水３の濾過処理を行った。この場合、第３処理槽の濾材に試料水３を２回通水した。その結果、試料水３の第３処理槽の最終処理水のＴＯＣ濃度は２４００ｍｇ／ｌ（図７参照）であった。
・試料水３：試料水１、２とは別の日に採取した上原製麺所のうどんの茹で汁。
【００４２】
（実施例２）
図１に示した処理装置を用い、下記試料水４（ＣＯＤ濃度１０４００ｍｇ／Ｌ、図８参照）の処理を行った。この場合、第１処理槽の手前において、試料水４にポリビニルアルコールの分解酵素であるポリビニルアルコールデヒドロゲナーゼを生産する能力を有する菌体を添加した。この菌体は、特許第３４８９８４８号の請求項３に開示された下記のものである。また、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に１０回返送しつつ、処理を行った。その結果、試料水４の第３処理槽の最終処理水のＣＯＤ濃度は３１９０ｍｇ／Ｌ（図９参照）であった。これにより、本発明に係る処理装置の効果が確認された。
・試料水４：ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液。この印刷廃液は、三菱製紙株式会社製印刷機から排出された現像液廃液であり、アクリル化合物、有機ホウ素化合物、感光性樹脂、トリアジン化合物、シランカップリング剤、フタロシアニンブルー、ポリビニルアルコール等を含み、ポリビニルアルコールの濃度は０．９〜２．０％である。
・菌体：次の菌学的性質を有する特定のポリビニルアルコールデヒドロゲナーゼを生産する能力を有するシュードモナス・エスピー（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐ．）。
Ｉ．形態的所見
（１）細胞の形態：桿菌、（２）鞭毛：有、（３）胞子：無、（４）グラム染色性：陰性ＩＩ．生育状態
（１）肉汁寒天平板培養
ａ．形状：正円形、ｂ．隆起：凸円状
（２）肉汁寒天斜面培養ａ．発育の良否：適度、ｂ．表面：潤滑、ｃ．生育形状：正円、ｄ．色調：クリーム色
（３）肉汁液体培養の濁度：適度
（４）ゼラチンの液化：液化せず
ＩＩＩ．生理学的性質［＋はその性質またはその生成ありを意味し、−はその性質またはその生成なしを意味する］
（１）カタラーゼ：＋、（２）オキシダーゼ：＋、（３）Ｏ−Ｆテスト：酸化的、（４）クエン酸塩の利用：−、（５）ＶＰ反応：＋、（６）ＭＲ反応：−、（７）エスクリンの加水分解：＋、（８）硝酸塩の還元：＋、（９）アルギニンの加水分解：−、（１０）ウレアーゼの活性：−、（１１）硫化水素の産生：−、（１２）でんぷんの加水分解：−ＩＶ．糖類からの酸の産生［ヒュー・アンド・ライフソン培地の炭素源をそれぞれ糖類（１）〜（６）と代えた培地での菌による糖類からの酸の生成を観察したものであり、＋は酸の生成ありを意味し、−は酸の生成なしを意味する］
（１）Ｄ−グルコース：＋、（２）ラクトース：−、（３）マルトース：＋、（４）Ｄ−マンニット：−、（５）サッカロース：−、（６）Ｄ−キシロース：−
【００４３】
（実施例３）
実施例２において、第１処理槽および第２処理槽に市販の粉末納豆菌をそれぞれ１．５ｇ添加した。その結果、試料水４の第３処理槽の最終処理水のＣＯＤ濃度は実施例２と同様に３１９０ｍｇ／Ｌ（図９参照）であった。また、この処理水は色素がほぼ完全に分解され、無色透明であった。
【００４４】
（実施例４）
図１に示した処理装置を用い、下記試料水５（ＣＯＤ濃度４７０００ｍｇ／Ｌ、図１０参照）の処理を行った。この場合、第１処理槽の手前において、試料水５に市販の粉末納豆菌を添加した。また、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に１０回返送しつつ、処理を行った。その結果、試料水４の第３処理槽の最終処理水のＣＯＤ濃度は３２６０ｍｇ／Ｌ（研究途上における自社分析の結果）であった。これにより、本発明に係る処理装置の効果が確認された。
・試料水５：蛋白質含有洗米排水。この洗米排水は、粗蛋白質、粗脂肪、粗繊維、粗灰分、可溶無窒素物等を含み、粗蛋白質の濃度は１．７％である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置
１２ ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液
１４ 取込槽
１６ 第１処理槽
１８ 第２処理槽
２０ 第３処理槽３
２２ 循環機構
２４ 曝気機構
２６ 第１導入管
２８ 第１導入ポンプ
３０ 第２導入管
３２ 第２導入ポンプ
３４ 第３導入管
３６ 第３導入ポンプ
３８ 返送管
４０ 返送ポンプ
２７ エアポンプ
５６ 第１曝気管
６４ 軽石からなる粒状体
６８ 第２曝気管
７０ 珪藻土からなる粒状体
９２ 不織布からなる濾材
１００ 金網
１０２ 網状接触材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液、蛋白質含有洗米排水といったＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分の１種以上を含有する液体の処理装置および処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、麺類の茹で汁や洗浄水の処理技術として、特許文献１の濾過処理方法が提案されている。特許文献１の濾過処理方法は、製麺した麺を茹でる工程と、その後、冷水で洗浄する工程を有する食用麺の製造工程で生じる排水の濾過処理方法であって、麺の茹で工程で生じる茹で汁および／または麺を冷水で洗浄する工程で生じる洗浄排水をダイナミック濾過処理した後、さらに限外濾過処理するものである（請求項１、３）。
【０００３】
ところで、現在、香川県では、うどん店の排水が問題となっている。うどん店の排水とは、うどんの茹で汁、洗浄水、温め用水などである。このうどん店の排水は、他の飲食店や食料品製造業の排水よりもＣＯＤ（化学的酸素要求量）濃度やＴＯＣ（全有機炭素）濃度が高く、家庭からの未処理の排水と比較すると、ＣＯＤ濃度が約１０倍に、合併処理浄化槽が設置されている家庭からの排水と比較すると、ＣＯＤ濃度が約３０倍になる。具体的には、通常、うどんの茹で汁はＣＯＤ濃度が１３００〜１１０００ｍｇ／Ｌ、洗浄水はＣＯＤ濃度が１００〜２００ｍｇ／Ｌ、温め用水はＣＯＤ濃度が５０〜１３００ｍｇ／Ｌである。
【０００４】
香川県では、下水道の普及率が低いため、多くのうどん店、特に郊外にある多くの小規模うどん店は排水をそのまま河川に流しており、上記排水が河川、池、海などの水質を悪化させる原因となっている。そのため、河川、池、海などの水質保全対策として、うどん店において個別に排水を処理して、排水中のＣＯＤ濃度およびＴＯＣ濃度を低下させることが要望されている。
【０００５】
また、印刷機には、ポリビニルアルコールと色素成分を含む廃液を排出するものがあるが、このようなポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液といったＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分に加えて色素成分を含有する廃液では、色素成分を分解して無色の処理液を得ることが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２６１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の濾過処理方法は、ダイナミック濾過処理と限外濾過処理とを併用するため、装置の設置コスト、ランニングコストが高くなるものであった。また、色素成分を含有する液体を低コストで処理して色素を分解する方法が要望されていた。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、上述したうどんの茹で汁などの澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液や、蛋白質含有洗米排水のようなＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分の１種以上を含有する液体を効果的に処理して、ＣＯＤ濃度、ＴＯＣ濃度および色素成分濃度が低い処理水を得ることができるとともに、装置の設置コスト、ランニングコストを低下させることができる処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するため、
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置を提供する。
【００１０】
また、本発明は、
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備するＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置を用い、
前記循環機構により前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に１日に５〜１５回返送しつつ、前記第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽により前記ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液の処理を行った後、前記第３処理槽の処理水を放流することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法を提供する。
【００１１】
本発明において、ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液とは、ＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分から選ばれる１種または２種以上の成分を含む液体をいう。ＣＯＤ成分とは、ＣＯＤ（化学的酸素要求量）として検出される成分をいい、ＴＯＣ成分とは、ＴＯＣ（全有機炭素）として検出される成分をいう。ＣＯＤ成分およびＴＯＣ成分としては、例えば、澱粉、ポリビニルアルコール、蛋白質等の種々の有機物を挙げることができる。また、色素成分としては、例えば、カラー印刷機用インキに含まれる種々の色素成分を挙げることができる。
【００１２】
本発明では、まず、第１処理槽において、軽石からなる粒状体を生物担体としてＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液（原液）の生物処理を行う。上記軽石からなる粒状体では、粒状体の外側部分で好気的生物処理が行われ、粒状体の内側部分で嫌気的生物処理が行われる。本発明では、次に、第２処理槽において、珪藻土からなる粒状体を生物担体として第１処理槽の処理水の生物処理を行う。この場合、珪藻土からなる粒状体では、粒状体の外側部分および内側部分の両方で好気的生物処理が行われる。また、特に処理開始初期に珪藻土からなる粒状体から珪藻土が流出し、この珪藻土が第３処理槽の濾材の表面に付着する。本発明では、さらに、第３処理槽において、不織布を濾材として第２処理槽の処理水の濾過処理を行う。この場合、上述したように、濾材の表面には珪藻土が付着しているので、この珪藻土の作用により濾材の濾過性能が向上し、濾過処理が効率的に行われる。
【００１３】
本発明では、第１の生物処理、第２の生物処理および濾過処理を順次行う上記処理装置を用いるとともに、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に５〜１５回返送しつつ、第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽によりＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液の処理を行うことにより、ＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分、を高濃度で含有する液体や、さらに色素成分を含有する液体を効果的に処理して、ＣＯＤ濃度、ＴＯＣ濃度および色素成分濃度が低い処理水を得ることができる。
【００１４】
本発明において、生物処理に用いる微生物の処理装置における添加箇所に限定はなく、第１処理槽の手前において液中に添加してもよく、第１処理槽において液中に添加してもよく、第１処理槽および第２処理槽の両方において液中に添加してもよよい。
【００１５】
本発明において、取込槽に貯留されるＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液としては、例えば、うどん店におけるうどんの茹で汁などの澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液、蛋白質含有洗米排水などが挙げられる。ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液とは、現像液を使用する印刷機から排出される現像液廃液である。蛋白質含有洗米排水とは、水洗い式による無洗米の製造時に生じる原料米の洗浄水排水である。
【００１６】
本発明において、うどんの茹で汁の生物処理を行う場合、微生物として、うどんの茹で汁から採取して培養した複数種の菌体から選別した、澱粉処理能力に優れた１種または２種以上のものを用いることが好ましく、これにより澱粉を効果的に分解することが可能となる。また、本発明において、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液の処理を行う場合、生物処理に使用する微生物の一部または全部に納豆菌を用いることが好ましく、これにより色素を効果的に分解することが可能となる。さらに、本発明において、生物処理に使用する微生物の一部に乳酸菌を用いることにより、微生物の活性化・長寿命化を図ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置および処理方法によれば、ＣＯＤ成分、ＴＯＣ成分および色素成分の１種以上を含有する液体を効果的に処理して、ＣＯＤ濃度、ＴＯＣ濃度および色素成分濃度が低い処理水を得ることができるとともに、装置の設置コスト、ランニングコストを低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置の一実施形態を示すフロー図である。
【図２】図１の処理装置の第１処理槽および第２処理槽を示す概略断面図である。
【図３】図１の処理装置の第３処理槽を示す概略断面図である。
【図４】第２処理槽の一例を示す概略断面図である。
【図５】実施例１の結果を示す水質検査成績書の写しである。
【図６】実施例１の結果を示す水質検査成績書の写しである。
【図７】比較例１の結果を示す水質検査成績書の写しである。
【図８】実施例２における試料水のＣＯＤ濃度を示す計量証明書の写しである。
【図９】実施例２の結果を示す計量証明書の写しである。
【図１０】実施例３における試料水のＣＯＤ濃度を示す成分分析結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明につき図面を参照して詳しく説明する。
【００２０】
［第１実施形態］
図１は本発明に係るＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置の一実施形態を示すフロー図、図２は同装置の第１処理槽および第２処理槽を示す概略断面図、図３は同装置の第３処理槽を示す概略断面図である。本例の処理装置は、主に、うどん店のうどんの茹で汁（澱粉含有排水）の処理装置として使用される。
【００２１】
本例の処理装置１０は、うどん店の茹で釜からの茹で汁１２が貯留される取込槽１４と、取込槽１４のうどんの茹で汁１２が導入される第１処理槽１６と、第１処理槽１６の処理水が導入される第２処理槽１８と、第２処理槽１８の処理水が導入される第３処理槽２０と、第３処理槽２０の処理水を取込槽１４に返送する循環機構２２と、第１処理槽１６、第２処理槽１８および第３処理槽２０の曝気を行う曝気機構２４と、第１処理槽１６、第２処理槽１８および第３処理槽２０の逆洗を行う逆洗機構２５とを具備する。
【００２２】
また、図１において、２６は取込槽１４のうどんの茹で汁１２を第１処理槽１６に導入する第１導入管、２８は第１導入管２６に介装された第１導入ポンプ、３０は第１処理槽１６の処理水を第２処理槽１８に導入する第２導入管、３２は第２導入管３０に介装された第２導入ポンプ、３４は第２処理槽１８の処理水を第３処理槽２０に導入する第３導入管、３６は第３導入管３４に介装された第３導入ポンプ、３８は第３処理槽２０の処理水を取込槽１４に返送する返送管、４０は返送管３８に介装された返送ポンプを示す。本例では、返送管３８と返送ポンプ４０によって循環機構２２が構成されている。また、第１導入ポンプ２８には温水用吐出圧一定のポンプが使用され、第２導入ポンプ３２、第３導入ポンプ３６および返送ポンプ４０には自吸カスケードポンプが使用されている。
【００２３】
曝気機構２４は、エアポンプ２７と、このエアポンプ２７に接続された第１〜第３曝気管（後述）とからなる。逆洗機構２５は、逆洗水導入管２９と、この逆洗水導入管２９に接続された第１〜第３逆洗管（後述）とからなる。逆洗水導入管２９は、例えば逆洗水タンク、水道蛇口等の逆洗水供給源に接続されている。
【００２４】
第１処理槽１６は、図２に示すように、ポリ塩化ビニルからなる円筒状の外管４２と、外管４２内に同心状に配設されたポリ塩化ビニルからなる円筒状の内管４４とを具備する。外管４２の上部には第１導入管２６が接続され、この第１導入管２６には、先端にノズル４８が取り付けられた散水管４６が連結されており、ノズル４８は内管４４の開口部の上方に位置している。外管４２の下部には、第２導入管３０が接続されている。なお、外管４２の上端開口部および下端開口部は、円形の閉塞板５０、５２により閉塞されている。
【００２５】
外管４２の底部には、傾斜したポリ塩化ビニルからなる円板状の底板５４が設置され、底板５４上に曝気機構２４の第１曝気管５６が配置されている。内管４４の上部および下部には、ポリ塩化ビニルからなる通水孔が形成された円板状の仕切り板５８、６０が設置され、かつ、内管４４の周壁部下部には小径の多数の通水孔６２が形成されているとともに、上記仕切り板５８、６０の間に、軽石からなる球形の粒状体６４が充填されている。なお、図２では、一部の通水孔６２、一部の粒状体６４のみを図示してある。さらに、内管４４内には、逆洗機構２５の第１逆洗管６６が上部から挿入され、第１逆洗管６６の先端は内管４４の下部まで伸びている。
【００２６】
上述した軽石からなる粒状体６４としては、例えば、火山岩の１種である日向石を用いることができる。粒状体６４の平均粒径は１５〜３０ｍｍ、細孔径は１〜１５μｍであることが適当である。粒状体６４には、微細な孔が無数に形成されており、外側部分には曝気の効果により好気性菌が繁殖し、内側部分には嫌気性菌が繁殖している。そのため、担体中に好気性菌および嫌気性菌の両方が繁殖し、両者の相乗効果が得られ、澱粉の除去、特に茹でた澱粉の除去に卓効を表す。
【００２７】
第２処理槽１８は、第１処理槽１６と同じ装置構成のものである。図２において、第１処理槽１６と第２処理槽１８とで共通する部分には、同一の参照符号を付してその説明を省略し、第１処理槽１６と第２処理槽１８とで異なる部分には、２つの参照符号を付す。
【００２８】
第２処理槽１８は、図２に示すように、第１処理槽１６と同じ外管４２および内管４４を具備する。外管４２の上部には第２導入管３０が接続され、この第２導入管３０には、第１処理槽１６と同じ散水管４６が連結されている。外管４２の下部には、第３導入管３４が接続されている。
【００２９】
外管４２の底部には、第１処理槽１６と同じ底板５４が設置され、底板５４上に曝気機構２４の第２曝気管６８が配置されている。また、内管４４の仕切り板５８、６０の間には、珪藻土からなる球形の粒状体７０が充填されている。なお、図２では、一部の粒状体７０のみを図示してある。さらに、内管４４内には、逆洗機構２５の第２逆洗管７２が上部から挿入され、第２逆洗管７２の先端は内管４４の下部まで伸びている。
【００３０】
珪藻土からなる粒状体７０としては、例えば、珪藻土をバインダなどによって固めたものを用いることができる。粒状体７０の平均粒径は２〜１５ｍｍ、細孔径は１〜５μｍであることが適当である。粒状体７０では、曝気の効果により表面および内部全体に好気性菌が繁殖しており、良好な好気性生物処理が行われる。また、珪藻土には濁りを吸着して除去する性質があるので、清澄な処理水を得ることができる。
【００３１】
第１処理槽１６および第２処理槽１８では、被処理水は、ノズル４８から内管４４内に放出され、内管４４内で粒状体６４、７０を生物担体として生物処理が行われた後、内管４４内から外管４２内に流出し、第２、３導入管３０、３４から排出される。
【００３２】
第３処理槽２０は、図３に示すように、ポリ塩化ビニルまたはステンレス鋼製金網からなる円筒状の外管７４と、外管７４内に同心状に配設されたポリ塩化ビニルからなる円筒状の内管７６とを具備する。外管７４の上部には第３導入管３４が接続され、第３導入管３４の端部は外管７４と内管７６との間の上下方向中間部近傍に延びている。また、外管７４の上部には返送管３８が接続され、この返送管３８の端部は内管７４内の下部に延びている。さらに、外管７４の下部には、ドレンの排出管８０が接続され、排出管８０には開閉弁８２が介装されている。なお、外管７４の上端開口部および下端開口部は、円形の閉塞板８４、８６により閉塞されている。
【００３３】
外管７４の底部には、傾斜したポリ塩化ビニルからなる円板状の底板８８が設置され、底板８８上に曝気機構２４の第３曝気管９０が配置されている。また、内管７６の周壁部には、多数の通水孔が形成されているとともに、内管７６の外周面には、不織布からなる濾材９２が巻き付けられている。さらに、内管７６の下部には、ポリ塩化ビニルからなる円板状の仕切り板９４が設置されている。また、内管７６内には、逆洗機構２５の第３逆洗管９６が上部から挿入され、第３逆洗管９６の先端は内管７６の下部まで伸びている。
【００３４】
不織布からなる濾材９２としては、例えば、紙からなり、秤量２２０〜３２０ｇ／ｍ２、厚さ０．５〜０．６ｍｍ、平均穴径値１．２〜２．２μｍ、透気度１４０〜２２０ｓｅｃ、破裂強度３６０〜４６０ｋＰａ、ポアサイズ８〜１３μｍ、細孔径０．７〜４μｍのものを好適に用いることができる。濾材９２は、不織布からなるため、水中の濁りを効果的に除去して、清澄な処理水を得ることができる。また、第２処理槽１８の粒状体７０の使用時、特に使用開始初期に、粒状体７０から珪藻土が流出し、珪藻土が濾材９２の表面に付着するため、この表面に付着した珪藻土の作用により濾材９２の濾過性能が向上し、効率的な濾過処理を行うことができる。
【００３５】
第３処理槽２０では、被処理水は、第３導入管３４から外管７４と内管７６との間に放出され、濾材９２を通過して内管４４内に流入した後、返送管３８により取込槽１４に返送される。また、最終的な第３処理槽２０の処理水は、開閉弁８２を開いて排出管８０から排出される。
【００３６】
なお、図示していないが、本例の処理装置１０には、運転制御盤および各処理槽の液面検出機構が設置されている。そして、上記液面検出機構で各処理槽の液面を常時検出し、電源を切らない限り、取込槽１４から第１処理槽１６、第２処理槽１８、第３処理槽２０へ、また、第３処理槽２０から取込槽１４へと、被処理水を順次循環して処理するようになっている。
【００３７】
本例の処理装置１０によってうどん店のうどんの茹で汁を処理する場合、取込槽１４でうどんの茹で汁を冷却した後、この茹で汁を第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽で順次処理する。そして、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に５〜１５回返送しつつ、第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽により排水の処理を繰り返す。これにより、ＣＯＤ濃度やＴＯＣ濃度が低い清澄な処理水を得ることができる。この処理水は、問題なく河川などに放流することができる。本例の処理装置１０は、小規模のうどん店が経済的に無理なく導入することができるものである。
【００３８】
本発明のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、下記のような構成とすることができる。
（１）第１処理槽１６の内管４４を、軽石からなる粒状体６４を予め充填したカートリッジ式のものとし、必要に応じ内管４４を取り外して交換できるようにする。
（２）第２処理槽１８の内管４４を、珪藻土からなる粒状体７０を予め充填したカートリッジ式のものとし、必要に応じ内管４４を取り外して交換できるようにする。
（３）第３処理槽２０の内管７６を、不織布からなる濾材９２を予め巻き付けたカートリッジ式のものとし、必要に応じ内管７６を取り外して交換できるようにする。
（４）第２処理槽１８の内管４４内に、図４に示すように、高さ方向中間部に複数（本例では６枚）の金網１００を適宜間隔離間させて設置し、上下の金網１００間に珪藻土からなる粒状体７０を充填するとともに、粒状体７０を充填していな金網１００間や仕切り板５８、６０と金網１００との間に網状接触材（流動床担体）１０２を充填することができ、これにより珪藻土からなる粒状体７０の流動性を確保することができる。すなわち、珪藻土からなる粒状体７０は、互いにくっついて動かなくなることがあるが、上記構成によればこのような不都合を防止することができる。上記網状接触材としては、例えば、関西化工株式会社製バイオフロンティア（商品名）を用いることができる。
（５）第１処理槽１６、第２処理槽１８、第３処理槽２０内の被処理水は、処理槽内で泡立つことがある。このような場合は、適宜箇所で被処理水に消泡剤を添加することができる。上記消泡剤としては、シリコーン系消泡剤を好適に使用することができる。
【実施例】
【００３９】
以下、実施例により本発明を具体的に示すが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００４０】
（実施例１）
図１に示した処理装置を用い、下記試料水１、２の処理を行った。この場合、第１処理槽の手前において、試料水４に澱粉を分解する能力を有する菌体を添加した。この菌体は、うどんの茹で汁から採取して培養した複数種の菌体から選別したものである。また、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に１０回返送しつつ、処理を行った。その結果、試料水１の第３処理槽の最終処理水のＴＯＣ濃度は１３ｍｇ／Ｌ（図５参照）、試料水２の第３処理槽の最終処理水のＴＯＣ濃度は３９ｍｇ／Ｌ（図６参照）であった。上記数値は、香川県条例の定める処理排水の基準値であるＴＯＣ濃度２６０ｍｇ／Ｌを大きく下回るものであり、これにより、本発明に係る処理装置の効果が確認された。
・試料水１：上原製麺所（香川県坂出市）のうどんの茹で汁。
・試料水２：試料水１とは別の日に採取した上原製麺所のうどんの茹で汁。
【００４１】
（比較例１）
図１に示した処理装置の第３処理槽を用い、不織布からなる濾材のみによって下記試料水３の濾過処理を行った。この場合、第３処理槽の濾材に試料水３を２回通水した。その結果、試料水３の第３処理槽の最終処理水のＴＯＣ濃度は２４００ｍｇ／ｌ（図７参照）であった。
・試料水３：試料水１、２とは別の日に採取した上原製麺所のうどんの茹で汁。
【００４２】
（実施例２）
図１に示した処理装置を用い、下記試料水４（ＣＯＤ濃度１０４００ｍｇ／Ｌ、図８参照）の処理を行った。この場合、第１処理槽の手前において、試料水４にポリビニルアルコールの分解酵素であるポリビニルアルコールデヒドロゲナーゼを生産する能力を有する菌体を添加した。この菌体は、特許第３４８９８４８号の請求項３に開示された下記のものである。また、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に１０回返送しつつ、処理を行った。その結果、試料水４の第３処理槽の最終処理水のＣＯＤ濃度は３１９０ｍｇ／Ｌ（図９参照）であった。これにより、本発明に係る処理装置の効果が確認された。
・試料水４：ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液。この印刷廃液は、三菱製紙株式会社製印刷機から排出された現像液廃液であり、アクリル化合物、有機ホウ素化合物、感光性樹脂、トリアジン化合物、シランカップリング剤、フタロシアニンブルー、ポリビニルアルコール等を含み、ポリビニルアルコールの濃度は０．９〜２．０％である。
・菌体：次の菌学的性質を有する特定のポリビニルアルコールデヒドロゲナーゼを生産する能力を有するシュードモナス・エスピー（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓｐ．）。
Ｉ．形態的所見
（１）細胞の形態：桿菌、（２）鞭毛：有、（３）胞子：無、（４）グラム染色性：陰性ＩＩ．生育状態
（１）肉汁寒天平板培養
ａ．形状：正円形、ｂ．隆起：凸円状
（２）肉汁寒天斜面培養ａ．発育の良否：適度、ｂ．表面：潤滑、ｃ．生育形状：正円、ｄ．色調：クリーム色
（３）肉汁液体培養の濁度：適度
（４）ゼラチンの液化：液化せず
ＩＩＩ．生理学的性質［＋はその性質またはその生成ありを意味し、−はその性質またはその生成なしを意味する］
（１）カタラーゼ：＋、（２）オキシダーゼ：＋、（３）Ｏ−Ｆテスト：酸化的、（４）クエン酸塩の利用：−、（５）ＶＰ反応：＋、（６）ＭＲ反応：−、（７）エスクリンの加水分解：＋、（８）硝酸塩の還元：＋、（９）アルギニンの加水分解：−、（１０）ウレアーゼの活性：−、（１１）硫化水素の産生：−、（１２）でんぷんの加水分解：−ＩＶ．糖類からの酸の産生［ヒュー・アンド・ライフソン培地の炭素源をそれぞれ糖類（１）〜（６）と代えた培地での菌による糖類からの酸の生成を観察したものであり、＋は酸の生成ありを意味し、−は酸の生成なしを意味する］
（１）Ｄ−グルコース：＋、（２）ラクトース：−、（３）マルトース：＋、（４）Ｄ−マンニット：−、（５）サッカロース：−、（６）Ｄ−キシロース：−
【００４３】
（実施例３）
実施例２において、第１処理槽および第２処理槽に市販の粉末納豆菌をそれぞれ１．５ｇ添加した。その結果、試料水４の第３処理槽の最終処理水のＣＯＤ濃度は実施例２と同様に３１９０ｍｇ／Ｌ（図９参照）であった。また、この処理水は色素がほぼ完全に分解され、無色透明であった。
【００４４】
（実施例４）
図１に示した処理装置を用い、下記試料水５（ＣＯＤ濃度４７０００ｍｇ／Ｌ、図１０参照）の処理を行った。この場合、第１処理槽の手前において、試料水５に市販の粉末納豆菌を添加した。また、循環機構により第３処理槽の処理水を取込槽に１０回返送しつつ、処理を行った。その結果、試料水４の第３処理槽の最終処理水のＣＯＤ濃度は３２６０ｍｇ／Ｌ（研究途上における自社分析の結果）であった。これにより、本発明に係る処理装置の効果が確認された。
・試料水５：蛋白質含有洗米排水。この洗米排水は、粗蛋白質、粗脂肪、粗繊維、粗灰分、可溶無窒素物等を含み、粗蛋白質の濃度は１．７％である。
【符号の説明】
【００４５】
１０ ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置
１２ ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液
１４ 取込槽
１６ 第１処理槽
１８ 第２処理槽
２０ 第３処理槽３
２２ 循環機構
２４ 曝気機構
２６ 第１導入管
２８ 第１導入ポンプ
３０ 第２導入管
３２ 第２導入ポンプ
３４ 第３導入管
３６ 第３導入ポンプ
３８ 返送管
４０ 返送ポンプ
２７ エアポンプ
５６ 第１曝気管
６４ 軽石からなる粒状体
６８ 第２曝気管
７０ 珪藻土からなる粒状体
９２ 不織布からなる濾材
１００ 金網
１０２ 網状接触材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置。
【請求項２】
前記軽石からなる粒状体の平均粒径は１５〜３０ｍｍ、細孔径は１〜１５μｍであり、前記珪藻土からなる粒状体の平均粒径は２〜１５ｍｍ、細孔径は１〜５μｍであり、前記不織布の細孔径は０．７〜４μｍであることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置。
【請求項３】
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備するＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置を用い、
前記循環機構により前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に１日に５〜１５回返送しつつ、前記第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽により前記ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液の処理を行った後、前記第３処理槽の処理水を放流することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項４】
前記軽石からなる粒状体の平均粒径は１５〜３０ｍｍ、細孔径は１〜１５μｍであり、前記珪藻土からなる粒状体の平均粒径は２〜１５ｍｍ、細孔径は１〜５μｍであり、前記不織布の細孔径は０．７〜４μｍであることを特徴とする請求項３に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項５】
前記取込槽に貯留されるＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液は、澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液または蛋白質含有洗米排水であることを特徴とする請求項３または４に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ成分含有液処理方法。
【請求項６】
前記澱粉含有排水は、うどん店におけるうどんの茹で汁であり、生物処理に用いる微生物は、うどんの茹で汁から採取して培養した複数種の菌体から選別した、澱粉処理能力に優れた１種または２種以上のものであることを特徴とする請求項５に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項７】
前記取込槽に貯留されるＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液は、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液であり、生物処理に用いる微生物の一部または全部は、納豆菌であることを特徴とする請求項５に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項８】
生物処理に使用する微生物の一部に乳酸菌を用いることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項１】
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置。
【請求項２】
前記軽石からなる粒状体の平均粒径は１５〜３０ｍｍ、細孔径は１〜１５μｍであり、前記珪藻土からなる粒状体の平均粒径は２〜１５ｍｍ、細孔径は１〜５μｍであり、前記不織布の細孔径は０．７〜４μｍであることを特徴とする請求項１に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置。
【請求項３】
ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液が貯留される取込槽と、
前記取込槽の液体が導入され、前記液体への曝気を行いつつ、軽石からなる粒状体を生物担体として前記液体の生物処理を行う第１処理槽と、
前記第１処理槽の処理水が導入され、前記第１処理槽の処理水への曝気を行いつつ、珪藻土からなる粒状体を生物担体として前記第１処理槽の処理水の生物処理を行う第２処理槽と、
前記第２処理槽の処理水が導入され、不織布を濾材として前記第２処理槽の処理水の濾過処理を行う第３処理槽と、
前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に返送する循環機構と
を具備するＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理装置を用い、
前記循環機構により前記第３処理槽の処理水を前記取込槽に１日に５〜１５回返送しつつ、前記第１処理槽、第２処理槽および第３処理槽により前記ＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液の処理を行った後、前記第３処理槽の処理水を放流することを特徴とするＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項４】
前記軽石からなる粒状体の平均粒径は１５〜３０ｍｍ、細孔径は１〜１５μｍであり、前記珪藻土からなる粒状体の平均粒径は２〜１５ｍｍ、細孔径は１〜５μｍであり、前記不織布の細孔径は０．７〜４μｍであることを特徴とする請求項３に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項５】
前記取込槽に貯留されるＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液は、澱粉含有排水、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液または蛋白質含有洗米排水であることを特徴とする請求項３または４に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ成分含有液処理方法。
【請求項６】
前記澱粉含有排水は、うどん店におけるうどんの茹で汁であり、生物処理に用いる微生物は、うどんの茹で汁から採取して培養した複数種の菌体から選別した、澱粉処理能力に優れた１種または２種以上のものであることを特徴とする請求項５に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項７】
前記取込槽に貯留されるＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液は、ポリビニルアルコール・色素含有印刷廃液であり、生物処理に用いる微生物の一部または全部は、納豆菌であることを特徴とする請求項５に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【請求項８】
生物処理に使用する微生物の一部に乳酸菌を用いることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項に記載のＣＯＤ・ＴＯＣ・色素成分含有液処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１４３７３９（Ｐ２０１２−１４３７３９Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８１０５（Ｐ２０１１−７８１０５）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５１０１１０４７１）南海化工株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（５１０１１０４７１）南海化工株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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