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技術 超高濃度液状食品加工廃棄物の無希釈浄化法

出願人 有限会社小林環境科学研究所三田尻化学工業株式会社
発明者 小林正泰
出願日 2000年2月25日 (21年4ヶ月経過) 出願番号 2000-048540
公開日 2001年8月28日 (19年10ヶ月経過) 公開番号 2001-232399
状態 未査定
技術分野 汚泥処理
主要キーワード 無害処理 空中窒素 廃棄液 飲用乳 流出入口 プラント建設 キリング 廃棄食品
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2001年8月28日)のものです。
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課題

高濃度液状食品加工廃棄物を無希釈コンパクト低コスト放流可能な状態にまで浄化処理することができる超高濃度液状食品加工廃棄物の浄化法を提供する。

解決手段

超高濃度液状食品加工廃棄物を光合成細菌を用いて浄化するに当たり、予め超高濃度液状食品加工廃棄物を用い、水を加えてTOC値15,000ppm内外、1,500ppm内外、200ppm内外に調整したものを順次第1槽から第3槽に光合成細菌培養液と共に入れておき、超高濃度液状食品加工廃棄物を無希釈で第1槽から順次第3槽へ流入させて処理する方法。

概要

背景

スーパーなどの食品売り場で主として販売されている牛乳加工乳乳酸菌飲料ヨーグルト、各種果汁などは、全て貯蔵中に変質の恐れがあり、必ず賞味期間として保持期間を商品に記載し明示しているが、保持期間が短く、売れ残りの商品で保持期間の近いものは、全て廃棄処分しなければならないのである。しかし、そのままの廃棄は不可能のため、現在は主として一ケ所に集めて、焼却処理するのが殆どであったが、これら商品中には1%近い食塩を含み、この塩素イオンの含有により、焼却すると2・3・7・8ダイオキシンおよび多種の同族体の発生の恐れがある。このため、2001年以降は焼却禁止の方向に法改正が行われる模様で、これに変わる廃水処理も考えられるが、TOC値100,000ppm前後の超高濃度のため、大幅な希釈が必要となり、処理プラントも増大することになり、極めて高価なプラント建設以外の方策はなく、業界としても困惑しているのが現況である。

概要

高濃度液状食品加工廃棄物を無希釈、コンパクト低コスト放流可能な状態にまで浄化処理することができる超高濃度液状食品加工廃棄物の浄化法を提供する。

超高濃度液状食品加工廃棄物を光合成細菌を用いて浄化するに当たり、予め超高濃度液状食品加工廃棄物を用い、水を加えてTOC値15,000ppm内外、1,500ppm内外、200ppm内外に調整したものを順次第1槽から第3槽に光合成細菌培養液と共に入れておき、超高濃度液状食品加工廃棄物を無希釈で第1槽から順次第3槽へ流入させて処理する方法。

目的

本発明は、従来の水処理技術では処理が困難である超高濃度液状食品加工廃棄物を、希釈水を全く使用することなく、コンパクト低コストで放流可能な状態にまで浄化処理することができる超高濃度液状食品加工廃棄物の浄化法を提供することを目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

全有機炭素TOC)値100,000ppm前後(BOD値として200,000ppm以上)の超高濃度液状食品加工廃棄物を光合成細菌を用いて浄化するに当たり、予め前記超高濃度液状食品加工廃棄物を用い、水を加えてTOC値15,000ppm内外、1,500ppm内外、200ppm内外に調整したものを用意し、順次第1槽から第3槽に光合成細菌培養液と共に入れておき、前記超高濃度液状食品加工廃棄物を無希釈にて第1槽から順次第3槽へ流入させて処理することを特徴とする超高濃度液状食品加工廃棄物の無希釈浄化法

請求項2

超高濃度液状食品加工廃棄物のpHを7.5〜9.0に調整することを特徴とする請求項1に記載の超高濃度液状食品加工廃棄物の無希釈浄化法。

請求項3

超高濃度液状食品加工廃棄物の窒素の量としてC/N比を5/1〜5/2、燐の量としてC/P比を50/1〜70/1に調整し、必要に応じてマグネシウム食塩酵母エキスを添加することを特徴とする請求項1または2に記載の超高濃度液状食品加工廃棄物の無希釈浄化法。

請求項4

第1槽から第3槽の各槽には、超高濃度液状食品加工廃棄物に対して化学的に不活性な多腔質担体素材を用いて、光合成細菌を吸着保持させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の超高濃度液状食品加工廃棄物の無希釈浄化法。

請求項5

第1槽から第3槽の各槽の後に沈殿槽を設けることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の超高濃度液状食品加工廃棄物の無希釈浄化法。

技術分野

0001

本発明は、発酵乳酸飲料、各種果汁および加工品類などの保持期間の過ぎた超高濃度液状食品類の廃棄物の単体または混合物を、焼却処分せずに、生物処理法として光合成細菌を用い、無希釈コンパクトに処理する浄化処理法に関するものである。

背景技術

0002

スーパーなどの食品売り場で主として販売されている牛乳加工乳乳酸菌飲料ヨーグルト、各種果汁などは、全て貯蔵中に変質の恐れがあり、必ず賞味期間として保持期間を商品に記載し明示しているが、保持期間が短く、売れ残りの商品で保持期間の近いものは、全て廃棄処分しなければならないのである。しかし、そのままの廃棄は不可能のため、現在は主として一ケ所に集めて、焼却処理するのが殆どであったが、これら商品中には1%近い食塩を含み、この塩素イオンの含有により、焼却すると2・3・7・8ダイオキシンおよび多種の同族体の発生の恐れがある。このため、2001年以降は焼却禁止の方向に法改正が行われる模様で、これに変わる廃水処理も考えられるが、TOC値100,000ppm前後の超高濃度のため、大幅な希釈が必要となり、処理プラントも増大することになり、極めて高価なプラント建設以外の方策はなく、業界としても困惑しているのが現況である。

発明が解決しようとする課題

0003

本発明は、従来の水処理技術では処理が困難である超高濃度液状食品加工廃棄物を、希釈水を全く使用することなく、コンパクト低コスト放流可能な状態にまで浄化処理することができる超高濃度液状食品加工廃棄物の浄化法を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段

0004

本発明者は、光合成細菌による高濃度有機廃水処理について永年研究を続け、各種の特許を取得しているのであるが、高濃度有機廃水の対象物廃水で、濃度の高いものでもBOD値20,000〜30,000ppm程度である。本発明の対象物は、販売されている飲食品で保持期間の終わりに近く、売れ残りの飲食品であるから、BOD値は前記廃水の場合よりも大幅に高い100,000〜200,000万ppmであり、希釈して飲用する商品の中には、200,000ppm以上のものもみられる。

0005

また、光合成細菌は空中窒素を固定する能力があり、このため、TOC値10,000〜15,000ppm以下の高濃度有機廃水中の窒素イオン濃度が、適量のC/N比5/1より高い6〜7/1のような窒素イオン不足の場合でも、光合成細菌の特性により、不足窒素イオンの添加は行わずに処理が可能であるが、本発明のようなTOC値100,000ppm内外の超高濃度の場合は、C/N比12〜20/1というものが殆どである。これら種々の条件の違いについて鋭意研究の結果、本発明を完成するに到ったのである。

0006

すなわち、本発明は、全有機炭素TOC)値100,000ppm前後(BOD値として200,000ppm以上)の超高濃度液状食品加工廃棄物を光合成細菌を用いて浄化するに当たり、予め前記超高濃度液状食品加工廃棄物を用い、水を加えてT0C値15,000ppm内外、1,500ppm内外、200ppm内外に調整したものを用意し、順次第1槽から第3槽に光合成細菌培養液と共に入れておき、前記超高濃度液状食品加工廃棄物を無希釈にて第1槽から順次第3槽へ流入させて処理することを特徴とする超高濃度液状食品加工廃棄物の無希釈浄化法である。

0007

上記の無希釈浄化法において、超高濃度液状食品加工廃棄物のpHを7.5〜9.0に調整して行うことが好ましく、また、超高濃度液状食品加工廃棄物の窒素の量としてC/N比を5/1〜5/2、燐の量としてC/P比を50/1〜70/1に調整し、必要に応じてマグネシウム、食塩、酵母エキスを添加して行うこと、第1槽から第3槽の各槽には、超高濃度液状食品加工廃棄物に対して化学的に不活性な多腔質担体素材を用いて、光合成細菌を吸着保持させて行うことが好ましい。さらには、第1槽から第3槽の各槽の後に沈殿槽を設けて行うことも好ましい実施態様である。

0008

本発明の超高濃度液状食品加工廃棄物とは、市販の主として畜産加工品で、牛乳、乳製品飲用乳練乳、ヨーグルト、乳酸菌飲料、酸乳飲料など、農産食品加工品として、果実シラップ果実ジュースおよび加工品類などを言い、全て液状あるいは一部ジャム状のもので、TOC値100,000ppm前後の超高濃度のものである。本発明に用いる光合成細菌は、5科あるうちの有機物資化性菌である4科、すなわち、ロドスピルエーシェ(Rhodospirillaceae )、クロマチエーシェ(Chromatiaceae )、エクトチオロドスピルエーシェ(Ectothiorhodospiraceae)、クロフレキシエーシェ(Chloroflexaceae )の菌株である。

0009

これを増殖させるには、例えば、水道水リットル中に無水酢酸ナトリウム3g、第1リン酸カリウム0.5g、硫安0.8g、硫酸マグネシウム0.2g、食塩0.5〜2g、酵母エキス0.01gを溶解したものを1.5リットルガラス容器に入れ、前記の光合成細菌培養液(1ml中菌体個数5×109 個)100mlを添加し、pH7〜7.5程度、水温20℃の条件下で、弱い通気攪拌培養を行う。約1週間〜10日後、全液が1ml中2〜3×109 個以上の増殖菌体を得ることができる。

0010

本発明においては、前記超高濃度液状食品加工廃棄物を光合成細菌を用いて浄化処理するのであるが、予め処理しようとする超高濃度液状食品加工廃棄物を用い、これに水を加えてTOC値を調整したものを3槽に分けて用意する。すなわち、第1槽には上記のようにしてTOC値15,000ppm内外、好ましくは17,000〜13,000ppmに調整したものを入れ、第2槽にはTOC値1,500ppm内外、好ましくは1,800〜1,300ppmに調整したもの、また、第3槽にはTOC値200ppm内外、好ましくは220〜180ppmに調整したものを入れる。また、上記のように調整した超高濃度液状食品加工廃棄物と共に、光合成細菌培養液を入れる。

0011

上記のように第1槽から第3槽を設定し、超高濃度液状食品加工廃棄物を希釈することなくそのまま、第1槽から順次第3槽に流入させて処理する。この際、超高濃度液状食品加工廃棄物のpHを7.5〜9.0に調整すると、好適に処理することができる。また、光合成細菌の働きを良好にするためには、超高濃度液状食品加工廃棄物の窒素の量としてC/N比を5/1〜5/2、燐の量としてC/P比を50/1〜70/1に調整すると共に、栄養剤としてマグネシウム、食塩、酵母エキスを添加するのが好ましい。さらに、超高濃度液状食品加工廃棄物を流入中に光合成細菌が流失しないように、第1槽から第3槽の各槽に、超高濃度液状食品加工廃棄物に対して化学的に不活性な多腔質担体素材を用いて、光合成細菌を吸着保持させておくことが好ましい。このように3槽を設定して処理することにより、初めてその目的を達成することができるのである。

0012

本発明の一態様として、保持期間の過ぎた乳酸菌飲料のブルガリヤヨーグルト2リットル、ロッテヨーグルト2リットル、リンゴジュース2リットル、固形ヨーグルト100g入り10個を混合したもの7リットルを浄化処理する場合について述べる。上記の混合液は、TOC値86,400ppm、pH4.95で、総窒素は6,400ppm、総燐は1,000ppm、すなわち、C/N比が13.5、C/P比が86.4で、共に大幅に不足のものである。このため、先ず、この混合液をpH7.80に補正し、第1リン酸カリウムを1リットル当たり3g、硫安15gを添加し、C/P比を21.6/1、C/N比を4/1に調整する。

0013

処理水槽ガラス製の直径7cm、深さ20cmの円筒3基を用い、それぞれその中に、多腔質担体素材としてポリプロピレン繊維を約7g充填し、第1槽はTOC値15,000ppm内外になるように、前記混合液72mlに光合成細菌50mlと水を加えて500mlとし、第2槽はTOC値1,500ppm内外になるように、混合液7mlに光合成細菌50mlと水を加えて500ml、第3槽はTOC値200ppm内外になるように、混合液1mlに光合成細菌20ml、活性汚泥菌(市販バイフード2g)および水を加えて500mlとする。

0014

水温約20℃で毎日混合液40mlを流入して、通気攪拌は小型ブロアーポンプ細管を用い、第1槽、第2槽はDO値0.1〜0.3ppmで、第3槽はDO値1〜1.5ppmで水温約20℃において処理を行う。各槽のセットのTOC容積負荷は、第1槽19.35g/リットル、第2槽2.7g/リットル、第3槽0.4g/リットルで、非常な高負荷処理である。各槽の水量は予備実験で設定する。すなわち、混合液TOC値86,400ppmを毎日40ml処理して、TOC値12,000ppmに浄化するのに12日要したとすれば、480mlの容積の槽が必要であり、次いで1,200ppmまで浄化するのに12日要したとすれば480mlが必要で、さらに、第3槽の150ppmまで浄化するのに12日要したとすれば480mlが必要で、それぞれ若干の余裕をみて、第1槽から第3槽まで前記のように、それぞれ500mlとする。

0015

この処理による成績は、第1槽がTOC値12,000〜13,000ppm、第2槽が1,300〜1,050ppm、第3槽が210〜150ppmであり、光合成細菌による3段階の処理で、TOC86,400ppmの混合液が無希釈で浄化処理できることを実証している。また、この時の各槽のTOC容積負荷(1日に槽容積リットル当たり処理するTOC値量g)を見ると、第1槽は約19g/リットル/日、第2槽は約2.4g/リットル/日、第3槽は約0.3g/リットル/日で、各槽の水量の目安は、要処理廃液のリットル当たりのTOC値g数より、第1槽は15〜20g/リットル/日、第2槽は2〜2.5g/リットル/日、第3槽は0.1〜0.2g/リットル/日を基準とすればよく、第2槽、第3槽の後の沈殿槽も、必要であれば3〜4時間滞留で充分であることが確認された。

発明を実施するための最良の形態

0016

次に、本発明の実施例を挙げて説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

0017

処理容器硬質塩ビ製の500ml容3基を用い、それぞれ多腔質繊維のカネボー水苔を約5gづつ充填し、第1槽はTOC値15,000ppm内外になるように、混合廃棄液62mlと光合成細菌培養液40mlを、第2槽はTOC値1,500ppm内外になるように、混合廃棄液6mlと光合成細菌培養液40mlを、第3槽はTOC値200ppm内外になるように、混合廃棄液1mlと光合成細菌培養液20mlおよびバイムフード2gを入れ、それぞれ水で400mlにして初期設定を終わり、毎日、7時に混合廃棄液を一度で全量の35mlを第1槽に投入し、同量を第2槽から第3槽へ流入させ、35mlを第3槽から流出させる処理を行い、分析は流入前をサンプリングして行った。約2ケ月運転した結果、各槽の平均値は表1に示すとおりである。

0018

0019

低脂肪牛乳10リットル、キリングレージュース10リットル、混合果汁10リットル、カルピスCC10リットル、カルピスグレープジュース(希釈飲料)5リットル、ヨーグルト(固形)100g×20個、合計47リットルの廃棄食品液を浄化処理した。容器は15リットル容の硬質塩ビ製の円筒を用いた。この廃棄食品液は、TOC値85,000ppm、pH6.12、総窒素4,850ppm、総燐1,120ppmである。このため、pHを苛性ソーダ(10%)で8.05に調整し、第1リン酸カリウム3g、硫安15g、硫酸マグネシウム0.2gを1リットル当たり添加し、硬質塩ビ製の円筒には、三菱化学製のバイオファリナー(プロピレン繊維)約250gを充填し、内容実水容積12.5リットルの所に流出入口を設けて連結し、廃棄食品液をミニポンプで毎日1リットル(毎分約0.694ml)を送入するようにした。

0020

第1槽は調整液2.2リットルと光合成細菌培養液750mlを、第2槽は調整液225mlと光合成細菌培養液750mlを、第3槽は調整液22mlと光合成細菌培養液500mlと活性汚泥菌1,000mlを入れ、それぞれ流出入口まで12.5リットルになるように水で満たし、ミニポンプで細管を挿入して第1槽、第2槽は微好気条件で、第3槽は好気条件で攪拌処理を行った。なお、第1槽と第2槽の後に、それぞれ150ml容の沈殿槽をセットした。実施例1と同様に約2ケ月運転した結果、各槽の平均値は表2に示すとりである。

0021

発明の効果

0022

本発明によれば、上記実施例の結果より明らかなように、焼却禁止で処置に困っている保持期間の過ぎた超高濃度液状食品加工廃棄物を、光合成細菌を用いて浄化するに当たり、無希釈、低コストで無害処理することができる。

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