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技術 パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備及び処理方法

出願人 ベ,ヒドンイル−ソンコンストラクションカンパニー,リミテッド
発明者 ベ,ヒドン
出願日 2013年8月26日 (5年2ヶ月経過) 出願番号 2015-553641
公開日 2016年3月10日 (2年8ヶ月経過) 公開番号 2016-507370
状態 特許登録済
技術分野 汚泥処理 凝集又は沈殿 物理的水処理 酸化・還元による水処理
主要キーワード 回転用ベルト 投入段階 分離液相 蒸発効果 高濃度窒素 移送処理 ライムストーン 燃焼原料
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重要な関連分野

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図面 (3)

課題・解決手段

本発明はパーム油生産工工程から最終的に排出される排出水及びパーム副産物から固形物を速やかに分離し、発生された液状は水処理を通じて有機物酸化させた後、液状肥料で使用し、分離した固形物を連続に濃縮及び脱水してパーム加工工程水脱水ケーキなどを混合して燃料及び飼料原料を製造することができる。

概要

背景

パーム油は、マレーシアをはじめとする熱帯地域で育つ植物として、油脂類生産のための作物として耕作範囲が全世界的に急速に拡大している。

特に、最近には、アフリカ地域はもちろん、メキシコ地域までその範囲が急速に拡大しており、南中国地域まで拡大されることによって、マメ科の植物の豆をはじめとするカノーラよりも栽培面積使用用途が大幅に拡大している。

パーム油は、加工工程を経へて油を搾油する。この時、加工工程中に多くのスチーム投入され、これによる80℃前後の高温凝縮水が発生して採油処理の中、高圧圧着するので、植物に含まれている水分が一緒に流出して多くの量の固形物工程水と排出される。

しかし、このように排出される工程水は高濃度で排出されるため、適切な処理方法がなくて、現在までほとんどのパーム油生産工場で池を作って自然に蒸発させる方法を並行して、違法放流(discharge)の方法を使用しているのが実情であるが、土壌汚染水質汚染がひどいだけでなく、大気汚染に至るまで、膨大な問題を発生させてこれ以上放置できなくなる。

また、パーム油の採油プロセス中にパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水(POME)のほかにパーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)、パーム種実皮(PKS)及びパーム種実脱油ケーキ(PKC)などの副産物が生産され、これらの物質は、従来の加工工場燃料として使用して蒸気を生成するために使用してきたが、体積が大きく、取り扱いが難しく、多くの問題を抱えている。

このようなパーム油抽出工程廃棄物の処理のための技術として、「パーム油抽出工程の廃棄物を利用した生肥料の製造方法」、特許文献1には、カーネルの皮を炭化させ、EFBを焼却し、POMEを微細気泡として処理し、濾過して脱水ケーキを得て、これらを混合した後、熟成させて生肥料を製造する工程が公開されている。

しかし、前記の技術は、カーネルの皮及び実束などを、それぞれ炭化焼却するため、これに伴うエネルギー源消費が発生するという問題点があった。

また、副産物のパーム種実脱油ケーキやパーム加工工程水脱水ケーキなどの処理方法は、提供されない問題点がある。

このように、現在までのパーム加工の最終工程水は処理することが非常に難しいだけでなく、既存の水処理工法では処理できなくて、大きな数十の池を作って順番に長期間、滞留(約60〜120日)させて蒸発させたり不法に放流する方式をとってきたが、さらに腐敗がひどくて悪臭の発生を誘発する原因となり、大気汚染を発生させるなど、多くの問題がある。

特に、発生されたパーム加工の最終工程水を廃水転換させて池(Ponding Process)を作って処理する方法は、多くの面積土地が必要であり、管理が難しく、沈殿した物質は、年次ごとに継続回収する必要があるなどの問題点があった。最近には、ヨーロッパバイオガスを生産する技術が投入されているが、これはまた、バイオガスを生産するための消化時間がかかり、バイオガスの生産量も一定ではなく、いくつかのバイオガスを生産したといっても、バイオガスの生産後、最終排出される廃水は、高濃度窒素を含有している排水であり、これを処理するための莫大費用がかかるので、まだ普及されなくており、ほとんど失敗して実用化に近づいていない実情である。

また、PODCは生産量が多く、水分含有量が高く、処分が難しくて腐熟させて堆肥に生産する方法を使用しており、PKSは、独自の燃料として使用されているが、水分含有量と体積が多くて経済性の確保に困難があり、PKCは飼料として使用されているが、品質の変化に伴う市場の難しさがあるなど、長期的な対応策はなくて、最終的には広い面積の野積場に投入して放置する実情であるため、これらの問題を解決するための多くの困難に直面している。

概要

本発明はパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水及びパーム副産物から固形物を速やかに分離し、発生された液状は水処理を通じて有機物酸化させた後、液状肥料で使用し、分離した固形物を連続に濃縮及び脱水してパーム加工工程水脱水ケーキなどを混合して燃料及び飼料原料を製造することができる。

目的

効果

実績

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請求項1

パーム油生産工工程から最終的に排出される排出水パーム副産物とを利用した処理設備において、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水POMEが流入して保存されているPOME貯蔵槽1と;前記POME貯蔵槽1と配管接続されてPOMEを受けて保存するが、管路上に熱交換器2が設置されてPOMEの廃熱回収するようになっている排出水貯蔵槽3と;前記排水貯蔵槽3と配管接続されてPOMEを受けて濃縮するが、管路上に、中和剤が溶解して保存された中和剤溶解タンク4と凝集剤が溶解されて保存された凝集剤溶解タンク5とが配管接続されており、中和剤と凝集剤が供給されたまま濃縮が行われ、POME中の液状とスラッジが脱離されている濃縮器7と;前記濃縮器7と接続されていて、濃縮されたPOMEの中、スラッジを脱水させてPOME脱水ケーキを製造し、スラッジ中の液相が分離される脱水装置と;一側は、前記濃縮機7と配管接続されており、他側は前記脱水装置と配管接続されていて、濃縮器7と脱水装置から脱離したPOME中の液状を保存するが、管路上に前記凝集剤溶解タンク5が接続されて凝集剤を受けており、上部に浮遊物スクレーパが設置されていて、浮遊物を除去するように構成されている加圧浮上槽11と;前記加圧浮上槽11に接続されていて、加圧浮上槽11を経て浄化された液状を曝気しながら有機物酸化させて液肥を製造するように構成されており、一側に液肥貯蔵槽14と接続されて製造された液肥は液肥貯蔵槽14に保存するように構成され曝気槽13と;前記脱水装置と接続されて脱水装置で製造されたPOME脱水ケーキが保存される脱水ケーキ貯蔵槽18と;パーム種実皮(PKS)が保存されるPKS貯蔵槽20と;パーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)が保存されるPODC貯蔵槽19と;パーム種実脱油ケーキ(PKC)が保存されるPKC貯蔵槽23と;前記脱水ケーキ貯蔵槽18、PKS貯蔵槽20、PODC貯蔵槽19、PKC貯蔵槽23に接続されてPOME脱水ケーキ、PKS、POD、PKCを混合するミキサー25と;前記ミキサー25と接続されてミキサー25から供給された原料中の異物選別するスクリーン26と;前記スクリーン26を通過した原料をペレットの形に成形する成形器27と;前記成形器27から成形されたペレットを受けて乾燥する乾燥器28と;一側に前記熱交換器2が接続されていて、POMEの廃熱が供給され、他側には、外気が流入され、燃料燃焼させて発生した熱を前記乾燥器28に供給する熱風器32と;一側にスクラバが接続されており、他側は前記乾燥器28と接続されていて、乾燥器28から排出される水分や塵が含まれている空気中の水分や塵を分離排出するマルチサイクロン29と;を含んで構成されることを特徴とするパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備。

請求項2

前記乾燥器28から排出されたペレットを粉砕するペレット粉砕機30;及び前記粉砕されたペレットを保存する粉末貯蔵槽24;がさらに具備されており、粉末貯蔵槽24は、前記ミキサー25と接続されていて、ミキサー25から粉砕されたペレットが追加で混合されることを特徴とする請求項1に記載のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備。

請求項3

パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法において、熱交換器2を利用して、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水POMEの廃熱を回収して冷却する冷却段階と;冷却されたPOMEに中和剤を投入してpHを調整する中和段階と;pHが調整されたPOMEに凝集剤を投入する凝集剤投入段階と;前記凝集剤が投入されたPOMEを濃縮させ、濃縮過程でPOME中の液状が一次に脱離される濃縮段階と;前記濃縮工程を経たPOMEを脱水させて含水率70〜80%のPOME脱水ケーキを製造し、脱水過程で液状の二次に脱離れる脱水段階と;前記濃縮工程で一次に脱離された液状と、脱水段階で二次に脱離した液状に凝集剤を供給したまま、加圧浮上槽11に投入し、浮遊物を除去する浮遊物除去段階と;前記浮遊物が除去された液状を3〜7日間曝気しながら有機物を酸化させ液肥を製造する液肥製造段階と;パーム種実皮(PKS)、パーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)、パーム種実脱油ケーキ(PKC)と前記脱水段階で製造されたPOME脱水ケーキとを混合する混合段階と;前記混合された原料中の異物を選別した後、ペレット形に成形する成形段階と;前記成形段階で製造されたペレットを乾燥させる乾燥工程と;を含む構成されるパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法。

請求項4

前記乾燥工程で乾燥されたペレットを粉砕し、粉砕されたペレットの粉を前記混合段階で混合させて混合物の含水率を40〜60%にすることを特徴とする請求項3に記載のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法。

請求項5

前記乾燥工程は、外気と燃料を受けて、燃料を燃焼させて熱風を発生して乾燥させるが、前記熱風と、前記冷却段階で熱交換器2を介して排出されたPOMEの廃熱と、パーム油生産加工工場で発生する廃熱とを混合して乾燥器28で乾燥させ、混合された熱風の温度は50〜150℃であり、相対湿度は0〜60%であることを特徴とする請求項3に記載のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法。

請求項6

前記中和段階で、中和剤は、苛性ソーダ消石灰生石灰ライムストーンベントナイトジオライト、及び水酸化カルシウムの中から選択されたいずれか一つをラインミックスを使用してPOMEと混合、攪拌することを特徴とする請求項3に記載のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法。

請求項7

前記POME脱水ケーキは、油脂類含有量が1%以上のスラッジで構成されており、前記POME脱水ケーキ、乾燥ペレット粉末、及びアルカリ消石灰を混合した後、ペレットに成形することを特徴とする請求項3に記載のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法。

技術分野

0001

本発明は、パーム種実からパーム油を抽出する加工工程中に発生する工程水を使用して乾燥固形再生可能エネルギー燃料生産できる技術としてパーム油の生産加工工程で、最終的に排出される排出水から固形物を迅速に分離し、発生された液状の水処理を介して有機物酸化させた後、パーム木の液状肥料として使用できるようにし、分離された固形物は、連続濃縮脱水方法で、含水率を75%以下に脱水した後、パーム油加工中に発生する副産物であるパーム加工工程水脱水ケーキODC、パーム種実脱油ケーキPKC、及びパーム種実皮PKSを混合して複合的なエネルギー量別の乾燥固形化再生可能エネルギー燃料および飼料原料を製造することができるようにした、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備及び処理方法に関するものである。

背景技術

0002

パーム油は、マレーシアをはじめとする熱帯地域で育つ植物として、油脂類の生産のための作物として耕作範囲が全世界的に急速に拡大している。

0003

特に、最近には、アフリカ地域はもちろん、メキシコ地域までその範囲が急速に拡大しており、南中国地域まで拡大されることによって、マメ科の植物の豆をはじめとするカノーラよりも栽培面積使用用途が大幅に拡大している。

0004

パーム油は、加工工程を経へて油を搾油する。この時、加工工程中に多くのスチーム投入され、これによる80℃前後の高温凝縮水が発生して採油処理の中、高圧圧着するので、植物に含まれている水分が一緒に流出して多くの量の固形物が工程水と排出される。

0005

しかし、このように排出される工程水は高濃度で排出されるため、適切な処理方法がなくて、現在までほとんどのパーム油生産工場で池を作って自然に蒸発させる方法を並行して、違法放流(discharge)の方法を使用しているのが実情であるが、土壌汚染水質汚染がひどいだけでなく、大気汚染に至るまで、膨大な問題を発生させてこれ以上放置できなくなる。

0006

また、パーム油の採油プロセス中にパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水(POME)のほかにパーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)、パーム種実皮(PKS)及びパーム種実脱油ケーキ(PKC)などの副産物が生産され、これらの物質は、従来の加工工場の燃料として使用して蒸気を生成するために使用してきたが、体積が大きく、取り扱いが難しく、多くの問題を抱えている。

0007

このようなパーム油抽出工程廃棄物の処理のための技術として、「パーム油抽出工程の廃棄物を利用した生肥料の製造方法」、特許文献1には、カーネルの皮を炭化させ、EFBを焼却し、POMEを微細気泡として処理し、濾過して脱水ケーキを得て、これらを混合した後、熟成させて生肥料を製造する工程が公開されている。

0008

しかし、前記の技術は、カーネルの皮及び実束などを、それぞれ炭化焼却するため、これに伴うエネルギー源消費が発生するという問題点があった。

0009

また、副産物のパーム種実脱油ケーキやパーム加工工程水脱水ケーキなどの処理方法は、提供されない問題点がある。

0010

このように、現在までのパーム加工の最終工程水は処理することが非常に難しいだけでなく、既存の水処理工法では処理できなくて、大きな数十の池を作って順番に長期間、滞留(約60〜120日)させて蒸発させたり不法に放流する方式をとってきたが、さらに腐敗がひどくて悪臭の発生を誘発する原因となり、大気汚染を発生させるなど、多くの問題がある。

0011

特に、発生されたパーム加工の最終工程水を廃水転換させて池(Ponding Process)を作って処理する方法は、多くの面積土地が必要であり、管理が難しく、沈殿した物質は、年次ごとに継続回収する必要があるなどの問題点があった。最近には、ヨーロッパバイオガスを生産する技術が投入されているが、これはまた、バイオガスを生産するための消化時間がかかり、バイオガスの生産量も一定ではなく、いくつかのバイオガスを生産したといっても、バイオガスの生産後、最終排出される廃水は、高濃度窒素を含有している排水であり、これを処理するための莫大費用がかかるので、まだ普及されなくており、ほとんど失敗して実用化に近づいていない実情である。

0012

また、PODCは生産量が多く、水分含有量が高く、処分が難しくて腐熟させて堆肥に生産する方法を使用しており、PKSは、独自の燃料として使用されているが、水分含有量と体積が多くて経済性の確保に困難があり、PKCは飼料として使用されているが、品質の変化に伴う市場の難しさがあるなど、長期的な対応策はなくて、最終的には広い面積の野積場に投入して放置する実情であるため、これらの問題を解決するための多くの困難に直面している。

先行技術

0013

韓国登録特許第10−0938490号公報

発明が解決しようとする課題

0014

本発明は、上記のような従来技術で発生する問題を解消するためのもので、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水(palm oil mill effluent:POME)とパーム種実皮(palm kernel shell:PKS)のほかにパーム加工工程水脱水ケーキ(palm oil decanter cake:PODC)とパーム種実脱油ケーキ(palm kernel cake:PKC)の両方を統合加工処理して燃焼用再生可能エネルギー源と液肥で製造することによって、廃棄物の処理効率を高めることができるし、これをエネルギー源と飼料として活用できるようにすることによって、生産性を備えることができるパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備及び処理方法の提供にある。

0015

より具体的には、高温で排出されるPOMEの廃熱熱交換器を利用して回収した後、冷却されたPOME中に含まれている浮遊固形物固液分離し、液状は保存した後、曝気過程を経てパーム木など他の植物の液肥で使用し、固液分離されたスラッジは、濃縮して含水率75%前後で脱水した後、PODC、PKS、PKCと混合成形してペレット化し、再生可能なエネルギー源として利用できるパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備及び処理方法の提供にある。

0016

併せて、濃縮および脱水段階を経て排出された分離液相内の未凝集された残りの浮遊物加圧浮上槽で浮上させ、スクレーパを使用して除去することによって、元の排水に比べて高い除去率を持つパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備及び処理方法の提供にある。

課題を解決するための手段

0017

本発明のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備は、前記のような課題を解決するために、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備において、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水POMEが流入して保存されているPOME貯蔵槽と;前記POME貯蔵槽1と配管接続されてPOMEを受けて保存するが、管路上に熱交換器2が設置されてPOMEの廃熱を回収するようになっている排出水貯蔵槽3と;前記排水貯蔵槽3と配管接続されてPOMEを受けて濃縮するが、管路上に、中和剤が溶解して保存された中和剤溶解タンク4と凝集剤が溶解されて保存された凝集剤溶解タンク5が配管接続されており、中和剤と凝集剤が供給されたまま濃縮が行われ、POME中の液状とスラッジが脱離されている濃縮器7と;前記濃縮器7と接続されていて、濃縮されたPOMEの中、スラッジを脱水させてPOME脱水ケーキを製造し、スラッジ中の液相が分離される脱水装置;一側は、前記濃縮機7と配管接続されており、他側は前記脱水装置と配管接続されていて、濃縮器7と脱水装置から脱離したPOME中の液状を保存するが、管路上に前記凝集剤溶解タンク5が接続されて凝集剤を受けており、上部に浮遊物スクレーパが設置されていて、浮遊物を除去するように構成されている加圧浮上槽11と;前記加圧浮上槽11に接続されていて、加圧浮上槽11を経て浄化された液状を曝気しながら有機物を酸化させて液肥を製造するように構成されており、一側に液肥貯蔵槽14と接続されて製造された液肥は液肥貯蔵槽14に保存するように構成され曝気槽13と;前記脱水装置と接続されて脱水装置で製造されたPOME脱水ケーキが保存される脱水ケーキ貯蔵槽18と;パーム種実皮(PKS)が保存されるPKS貯蔵槽20と;パーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)が保存されるPODC貯蔵槽19と;パーム種実脱油ケーキ(PKC)が保存されるPKC貯蔵槽23と;前記脱水ケーキ貯蔵槽18、PKS貯蔵槽20、PODC貯蔵槽19、PKC貯蔵槽23に接続されてPOME脱水ケーキ、PKS、POD、PKCを混合するミキサー25と;前記ミキサー25と接続されてミキサー25から供給された原料中の異物選別するスクリーン26と;前記スクリーン26を通過した原料をペレットの形に成形する成形器27と;前記成形器27から成形されたペレットを受けて乾燥する乾燥器28と;一側に前記熱交換器2が接続されていて、POMEの廃熱が供給され、他側には、外気が流入され、燃料を燃焼させて発生した熱を前記乾燥器28に供給する熱風器32と;一側にスクラバが接続されており、他側は前記乾燥器28と接続されていて、乾燥器28から排出される水分や塵が含まれている空気中の水分や塵を分離排出するマルチサイクロン29と;を含んで構成されることを特徴とする。

0018

この時、前記乾燥器28から排出されたペレットを粉砕するペレット粉砕機30;及び前記粉砕されたペレットを保存する粉末貯蔵槽24;がさらに具備されており、粉末貯蔵槽24は、前記ミキサー25と接続されていて、ミキサー25から粉砕されたペレットが追加で混合されることを特徴とする。

0019

また、本発明のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法は、熱交換器2を利用して、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水POMEの廃熱を回収して冷却する冷却段階と;冷却されたPOMEに中和剤を投入してpHを調整する中和段階と;pHが調整されたPOMEに凝集剤を投入する凝集剤投入段階と;前記凝集剤が投入されたPOMEを濃縮させ、濃縮過程でPOME中の液状が一次に脱離される濃縮段階と;前記濃縮工程を経たPOMEを脱水させて含水率70〜80%のPOME脱水ケーキを製造し、脱水過程で液状の二次に脱離れる脱水段階と;前記濃縮工程で一次に脱離された液状と、脱水段階で二次に脱離した液状に凝集剤を供給したまま、加圧浮上槽11に投入し、浮遊物を除去する浮遊物除去段階と;前記浮遊物が除去された液状を3〜7日間曝気しながら有機物を酸化させ液肥を製造する液肥製造段階と;パーム種実皮(PKS)、パーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)、パーム種実脱油ケーキ(PKC)と前記脱水段階で製造されたPOME脱水ケーキを混合する混合段階と;前記混合された原料中の異物を選別した後、ペレット形に成形する成形段階と;前記成形段階で製造されたペレットを乾燥させる乾燥工程と;を含む構成される。

0020

この時、前記乾燥工程で乾燥されたペレットを粉砕し、粉砕されたペレットの粉を前記混合段階で混合させて混合物の含水率を40〜60%にすることを特徴とする。

0021

また、前記乾燥工程は、外気と燃料を受けて、燃料を燃焼させて熱風を発生して乾燥させるが、前記熱風と、前記冷却段階で熱交換器2を介して排出されたPOMEの廃熱と、パーム油生産加工工場で発生する廃熱とを混合して乾燥器28で乾燥させ、混合された熱風の温度は50〜150℃であり、相対湿度は0〜60%であることを特徴とする。

0022

この時、前記中和段階で、中和剤は、苛性ソーダ消石灰生石灰ライムストーンベントナイトジオライト、及び水酸化カルシウムの中から選択されたいずれか一つをラインミックスを使用してPOMEと混合、攪拌することを特徴とする。

0023

さらに、前記POME脱水ケーキは、油脂類の含有量が1%以上のスラッジで構成されており、前記POME脱水ケーキと乾燥ペレット粉末、アルカリ消石灰を混合した後、ペレットに成形することを特徴とする。

発明の効果

0024

本発明により、パーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水(palm oil mill effluent:POME)とパーム種実皮(palm kernel shell:PKS)のほかにパーム加工工程水脱水ケーキ(palm oil decanter cake:PODC)とパーム種実脱油ケーキ(palm kernel cake:PKC)の両方を統合加工処理して燃焼用再生可能エネルギー源と液肥で製造することによって、廃棄物の処理効率を高めることができるし、これをエネルギー源と肥料に活用できるようにすることによって、生産性が整えられることになる。

0025

より具体的には、高温で排出されるPOMEの廃熱を熱交換器を利用して回収した後、冷却されたPOME中に含まれている浮遊固形物を固液分離し、液状の保存した後、曝気過程を経てパーム木など他の植物の液肥で使用し、固液分離されたスラッジは、濃縮して含水率75%前後で脱水した後、PODC、PKS、PKCと混合及び成形してペレット化し、再生可能なエネルギー源として利用できるようになる。

0026

併せて、濃縮および脱水段階を経て排出された分離液相内の未凝集された残りの浮遊物を加圧浮上槽で浮上させ、スクレーパを使用して去率することによって、元の排水に比べ高い除去率を持つようになる。

0027

また、POMEから排出される液状中に含まれている浮遊物、総窒素と総りんなどの汚染物質を除去する工程を単純化し、リアルタイムで処理できるようにし、それにもかかわらず浮遊物、総窒素および総リン除去効率が非常に優れており、このための装置の設置面積を最小限に抑えることができようになる。

図面の簡単な説明

0028

本発明のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備を示した構成図である。
本発明のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理方法を示す工程図である。

実施例

0029

パーム種実からパーム油を抽出する加工工程には、パーム油の生産加工工程で、最終的に排出される排出水(palm oil mill effluent:POME)が発生する。

0030

また、パーム副産物として、パーム油搾油工程を経て発生される工程水から遠心分離を介して排出される脱水ケーキであるパーム加工工程水脱水ケーキ(palm oil decanter cake:PODC)が発生する。

0031

あわせて、パーム油を搾油した後、発生される種実の外皮剥皮したもので、パーム種実皮(palm kernel shell:PKS)が発生し、パーム種実脱油ケーキ(palm kernel cake:PKC)が発生する。

0032

本発明では、これらのPOME、PODC、PKS、PKCそれぞれの特徴を考え合せて、統合的または個別に処理することができるようにした。

0033

POMEは、通常3〜6%の固形分を含有しているので、これを固液分離する場合、CODSS、TN、TPなどの汚染度が急速に低減され、発生した液状で溶解性有機物は酸化が容易で迅速に処理して液肥としての使用が可能であり、これは土壌に迅速に吸収されることができる。

0034

併せて、固液分離されたPOME脱水ケーキは、乾燥する場合、燃焼のためのエネルギー源として使用するように加工する。

0035

PODCは、通常含水率が70%前後で排出される副産物として、温度が90℃前後で、ほとんど野積み放置して堆肥として使用されるが、本発明では、維持量分析した後、エネルギー源としての価値を発見して原料として使用するようにした。

0036

PKSは、エネルギー含量が高いが、体積が大きくて処理コストがかかるので、これも一緒に処理することによって、エネルギー源として使用するようにした。

0037

一方、PKCやはりエネルギー源、水分調節剤として使用するようにした。

0038

以下、本発明のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備及び処理方法について、添付された図面を介して詳細に説明することにする。

0039

まず、本発明のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備について説明する。

0040

図示されたように、本発明の処理設備は、POME貯蔵槽1、排出水貯蔵槽3、濃縮器7、脱水装置、加圧浮上槽11、曝気槽13、脱水ケーキ貯蔵槽18、PKS貯蔵槽20、PODC貯蔵槽19、PKC貯蔵槽23、ミキサー25、スクリーン26、成形器27、乾燥器28、熱風器32、及びマルチサイクロン29;を含んで構成される。

0041

POME貯蔵槽1は、図示されたように、パーム油の生産加工工程で、最終的に排出される排出水POMEが流入して保存される。

0042

排出水貯蔵槽3は、図示されたように、前記POME貯蔵槽1と配管接続されてPOMEを受けて保存するが、管路上に熱交換器2が設置されてPOMEの廃熱を回収するように構成されている。

0043

濃縮器7は、前記排出水貯蔵槽3と配管接続されてPOMEを受けて濃縮するように構成されている。

0044

このとき、管路上の中和剤が溶解されて保存された中和剤溶解タンク4と凝集剤が溶解されて保存された凝集剤溶解タンク5が配管接続されて、中和剤と凝集剤が供給されたまま濃縮が行われるようになっている。

0045

具体的には、管路上に一つまたは二つのラインミキサー6が設けられており、このラインミキサー6に中和剤溶解タンク4と凝集剤溶解タンク5がそれぞれ接続されることによって、それぞれのタンクで溶解された中和剤と凝集剤がラインミキサー6を介して排水槽3から濃縮器7に移動する管路上で混合及び攪拌されるようにすることができる。

0046

この時、定量ポンプを設置して投入量を一定に保つようにすることができる。

0047

また、pH調整槽を備えて中和剤が投入されたPOMEがpH調整槽で一定時間の間、滞留しながら、中和が完了するようにすることができる。

0048

さらに、濃縮器7を通過しながらPOME中の液状スラッジが主に脱離することになる。

0049

脱水装置は、図示されたように、前記濃縮機7と接続されており、濃縮されたPOMEの中、スラッジを脱水させてPOME脱水ケーキを製造し、スラッジ中の液相が分離するように構成されている。

0050

このような脱水装置は、図示されたように、空気圧脱水機8、移送コンベア15、ベルトプレス型の圧着プレス16が連続して配置された構成をとることができる。

0051

併せて、スラッジ中の液相の分離は、圧着プレス16で行われるようにするのが好ましい。

0052

加圧浮上槽11は、図示されたように、一側は、前記濃縮機7と配管接続されており、他側は前記脱水装置と配管接続されており、濃縮器7と脱水装置から脱離したPOME中の液状を保存するが、管路上に前記凝集剤溶解タンク5が接続されて凝集剤が供給されており、上部に浮遊物スクレーパが設置されており、浮遊物を除去するように構成されている。

0053

この時、図示されたように、濃縮機7と接続されている配管と、脱水装置と接続された配管には、バッファタンク9、17へ移送されて移送ポンプを介してラインミキサー10に連結されるのが好ましく、このラインミキサー10に凝集剤溶解タンク5が接続されて定量供給ポンプによる凝集剤が供給されるのが好ましい。

0054

このような加圧浮上槽11には、微細な空気を供給するように構成されており、上部に設置された浮遊物スクレーパは、微粒子の状態で存在する浮遊物を除去するようになっている。

0055

図示されたように、加圧浮上槽11から除去された浮遊物は排出水貯蔵槽3に移送処理されるようにするのが好ましい。

0056

一方、曝気槽13は、図示されたように、バッファタンク12を介して前記加圧浮上槽11に接続されており、加圧浮上槽11を経て浄化された液状の曝気しながら有機物を酸化させて液肥を製造するように構成されており、一側に液肥貯蔵槽14と接続されて製造された液肥は液肥貯蔵槽14に格納するように構成されている。

0057

脱水ケーキ貯蔵槽18は、前記脱水装置と接続されて脱水装置から製造されたPOME脱水ケーキが保存されている。

0058

さらに、PKS貯蔵槽20は、パーム種実皮(PKS)が保存され、PODC貯蔵槽19には、パーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)が保存され、PKC貯蔵槽23には、パーム種実脱油ケーキ(PKC)が保存されている。

0059

ミキサー25は、図示されたように、前記脱水ケーキ貯蔵槽18、PKS貯蔵槽20、PODC貯蔵槽19、PKC貯蔵槽23に接続されてPOME脱水ケーキ、PKS、POD、及びPKCを混合するように構成されている。

0060

このとき、PKS貯蔵槽20とミキサー25との間に粉砕機21と粉砕PKS貯蔵槽22を追加設置してミキサー25に投入されるPKSは、粉砕された状態で供給されるようにするのが好ましい。

0061

スクリーン26は、前記ミキサー25と接続されてミキサー25から供給された原料中の異物を選別するように構成されており、成形器27は、前記スクリーン26を通過した原料をペレットの形に成形するように構成されている。

0062

さらに、乾燥器28は、前記成形器27から成形されたペレットを受けて、乾燥するように構成されるが、乾燥器28は、一側に、前記熱交換器2が接続されて、POMEの廃熱が供給され、他側は外気が流入され、燃料を燃焼させて発生した熱を前記乾燥器28に供給する熱風器32の作動により作動される。

0063

さらに、マルチサイクロン29は、一側にスクラバが接続されており、他側は前記乾燥器28と接続されており、乾燥器28から排出される水分や塵が含まれている空気中の水分や塵を分離排出するように構成されている。

0064

前記のような構成では、前記乾燥器28から排出されたペレットを粉砕するペレットの粉砕機30と; 前記粉砕されたペレットを保存する粉末貯蔵槽24と;がさらに具備されており、粉末貯蔵槽24は、前記ミキサー25と接続されており、ミキサー25から粉砕されたペレットは、追加して混合するように構成されることができる。

0065

以下では、前記のように構成される本発明のパーム油の生産加工工程から最終的に排出される排出水とパーム副産物とを利用した処理設備を利用した処理方法について説明する。

0066

本発明に係る処理方法は、図1及び図2に示すように、

0067

1.冷却段階
熱交換器2を利用して、パーム油の生産加工工程で、最終的に排出される排出水POMEの廃熱を回収して冷却させる。より具体的に、POMEは80℃以上の高温で排出されるので、これを活用するために、POME貯蔵槽1と排出水貯蔵槽3との間に熱交換器2を設置して廃熱を利用するようにする。

0068

このとき、熱交換器2の一側には、外気が流入するようにして、流入した外気は、熱風器32と接続するようにして廃熱をペレット乾燥に活用することができる。

0069

2.中和段階
冷却されたPOMEに中和剤を投入してpHを調整する。

0070

このとき、前記中和段階で中和剤は苛性ソーダ、消石灰、生石灰、ライムストーン、ベントナイトジオライト、水酸化カルシウムの中から選択されたいずれか一つを、ラインミックスを使用してPOMEと混合、攪拌することを特徴とする。

0071

より具体的に、中和剤は、上部に中和剤が投入されるホッパーが備えられ、内部にモータと接続された撹拌機を備えた中和剤溶解タンク4に投入され、中和剤と一緒に清水が投入されて中和剤を溶解させ、中和剤溶解タンク4を排水槽3から濃縮器7に接続されている配管にラインミキサー6を介して配管接続して中和剤を供給するようにする。

0072

併せて、上述したように、中和効果を安定化させ、冷却するための中間貯蔵槽の性質のpH調整槽を備えて中和剤が投入されたPOMEがpH調整槽で一定時間の間、滞留しながら中和が完了するようにする。

0073

3.凝集剤投入段階
pHが調整されたPOMEに凝集剤を投入する。

0074

凝集剤投入段階も凝集剤溶解タンク5を備え、凝集剤溶解タンク5を排水槽3から濃縮器7を接続する配管にラインミキサー6を介して配管接続して供給するようにする。

0075

併せて、凝集剤溶解タンク5も清水と凝集剤が混合されて凝集剤が、清水に溶解された状態で供給されるようにして凝集反応が行われるようにする。

0076

凝集剤溶解タンク5も凝集剤が定量投入されるようにホッパーが上部に設置され、下部には、インバータを搭載した粉末定量スクリューを介して凝集剤が定量的に清水と混合溶解されるようにするのが好ましい。

0077

併せて、凝集剤溶解タンク5が複数に備えられ、互いに連結する一方、モータと攪拌機が設置されて段階的に溶解されて流入される清水と一緒に連続して多段に溶解されるようにするのが好ましい。

0078

このような過程を経て凝集剤がラインミキサー6を介してPOMEに供給されば、これを混合させて凝集作用遂行しながら、適正時間の間、反応することになる。

0079

このための凝集剤は、ポリアクリルアミドを使用するのが望ましい。

0080

4.濃縮工程
前記凝集剤が投入されたPOMEを濃縮させ、濃縮過程でPOME中の液状が一次に脱離することになる。

0081

濃縮器7は、前記排出水貯蔵槽3と配管接続されてPOMEを受けて濃縮するように構成されている。

0082

濃縮器7では、凝集段階から凝集されたPOMEを濃縮しながら、一次にスラッジを分離させる。

0083

5.脱水段階
前記濃縮工程を経たPOMEを脱水させて含水率70〜80%のPOME脱水ケーキを製造し、脱水過程で液状が二次に脱離される。

0084

脱水段階は、上述した脱水装置を経て進行され、濃縮器7と接続された垂直型空気圧脱水機8で、最初に脱水し、空気圧脱水機8に続いて設置された移送コンベア15及び移送コンベア15と接続された圧着プレス16で、追加脱水し、脱水が完了したスラッジは、最終的にスクリューコンベアにより外部に移送されることになる。

0085

6.浮遊物の除去段階
前記濃縮工程で一次に脱離された液状と、脱水段階で二次に脱離した液状に凝集剤を供給したまま、配管に連通及び連結する貯蔵槽を介して移送ポンプを介して加圧浮上槽11に投入して浮遊物を除去する。

0086

このため、加圧浮上槽11は、図示されたように、一側は、濃縮機7と配管接続され、他側は脱水装置と配管接続され、それぞれからPOME中の液状を受けて保存することになり、加圧浮上槽11の上部の回転用ベルト搬送方式の浮遊物スクレーパが浮遊物を連続的に除去することになる。

0087

併せて、加圧浮上槽11内に微粒気泡発生器を設置して流入する液相中の未除去された微量の固形物を気泡を通じて浮遊させるようにするのが好ましい。

0088

併せて、上述したように、管路上に前記凝集剤溶解タンク5が接続されて凝集剤を受けて脱離れた液状の追加の凝集が行われるようにし、バッファタンク9、17を経た後、凝集剤の供給と加圧浮上が行われるようすることによって、浮遊物質が99%以上分離できるようにする。

0089

併せて、分離された浮遊物は、排出水貯蔵槽3と配管接続されて排出水貯蔵槽3に再び移送処理する。

0090

7.液肥製造段階
前記浮遊物が除去された液状を3〜7日間曝気しながら有機物を酸化させて液肥を製造する。

0091

このため、曝気槽13を前記のように備えて加圧浮上槽11を経て浄化された液状を曝気しながら有機物を酸化させて液肥を製造するように構成され、一側に液肥貯蔵槽14と接続されて製造された液肥は液肥貯蔵槽14に格納するように構成される。

0092

保存された液肥は、パーム木などの液肥として使用される。

0093

8.混合段階
パーム種実皮(PKS)、パーム加工工程水脱水ケーキ(PODC)、パーム種実脱油ケーキ(PKC)及び前記脱水段階から製造されたPOME脱水ケーキを混合する。

0094

このため、図示のようにPOME脱水ケーキが保存されている脱水ケーキ貯蔵槽18、PKS貯蔵槽20、PODC貯蔵槽19、PKC貯蔵槽23がそれぞれ備えられ、これらのすべてが配管接続されたミキサー25が完備されてミキサー25で各原料を混合することになる。

0095

このとき、PKCはPODCとPKSの含水率が70%以上であるので、全体含水率を60%以下に調節する用途を有する。

0096

より具体的には、前記脱水段階を経たPOME脱水ケーキは、含水率が70〜80%程度であり、PODCは、排出温度が80℃前後であり、含水率が約75%前後を持ち、PKSも含水率が70%以上である。

0097

一方、PKCは含水率が10%前後であるので、これらを混合することによって、混合物全体の含水率を40〜60%に調整してペレット成形適合することになる。

0098

9.成形段階
前記混合された原料中の異物を選別した後、成形器27に投入してペレットの形に成形する。

0099

この時、ペレットサイズは、直径5〜20mm、長さ10〜50mm程度で成形する。

0100

10.乾燥工程
前記成形器27で製造されたペレットを乾燥させる。

0101

乾燥は、上述したように、低温熱風乾燥器28を活用し、乾燥されたペレットの含水率は10%以下になるようするのが好ましい。

0102

熱風の温度は50〜150℃であり、相対湿度は0〜60%であり、好ましくは40〜60%であるのが望ましい。

0103

この時、乾燥されたペレットの一部を粉砕した後、混合段階に戻って送って湿度調節用途で活用することができる。

0104

このため、乾燥工程から乾燥されたペレットを粉砕する粉砕段階と、粉砕されたペレットの粉を前記混合段階で混合させて混合物の含水率を40〜60%にすることができる。

0105

また、乾燥工程は、外気と燃料を受けて、燃料を燃焼させて熱風を発生して乾燥させるが、前記熱風と、前記冷却段階で熱交換器2を介して排出されたPOMEの廃熱と、パーム油の生産加工工場から発生される廃熱を混合して乾燥器28で乾燥させ、混合された熱風の温度は50〜150℃であり、相対湿度は0〜60%、好ましくは40〜60%であるのが望ましい。

0106

また、乾燥器28内には、混合物内の均した水分の蒸発を誘導しながら、水分の蒸発発汗性を誘導するために投入空気量を調節し、出口管の配列を調整することによって、排出される空気を一定に排出されるようにして乾燥過程から発生する空気の対流と力学の原理を利用して、水分の蒸発効果極大化させるのが良い。

0107

また、乾燥器28内で湿気を含んだ空気は、乾燥器28の一側に形成された排出管を介してすぐに排出されて、乾燥効率を一層増大させ、順次下降しながら乾燥されるようにし、乾燥された乾燥物が容易に排出されるようにするのが好ましい。

0108

このような方法により乾燥されたペレットは、乾燥器28の下部に連結されたコンベアベルトを介してペレット貯蔵槽31に流入するようにし、ペレット貯蔵槽31に格納されたペレットは、熱風器32の燃焼原料再生原料として活用されることになる。

0109

一方、前記のような構成では、前記のPOME脱水ケーキは、油脂類の含有量が1%以上のスラッジに行われる場合、流動性に応じて前記POME脱水ケーキと乾燥ペレット粉末、0.05〜3.0重量%のアルカリ消石灰を混合した後、ペレットに成形するのが望ましい。

0110

前記のような構成でなる本発明の効果を調べるために、固液分離前後のPOME汚染の変化を測定して表1に示した。

0111

固液分離前後のPOME汚染変化

0112

0113

表1に示すように、POMEは通常3〜6%の固形物を含有しているが、これを固液分離する場合、汚染度が急速に低減されていることがわかる。

0114

併せて、固液分離を介して分離された液相の溶解性有機物は酸化が容易であり、本発明に示すように、迅速に液肥に転換され、廃水処理の負担が急激に減り、脱水ケーキは、ペレットの燃料、すなわち、再生可能なエネルギーとして活用される。

0115

乾燥ペレットの含水率

0116

0117

特に、表2に示すように、乾燥されたペレットは、乾燥前に比べて含水率が低く、取り扱いが簡単であり、表3に示すように、エネルギー含有量が非常に高く、再生可能なエネルギーとしての価値が高く、上述のような、さまざまな熱源に乾燥して経済性が高い。

0118

乾燥されたPOME脱水ケーキの高エネルギー含有量は、パーム油の搾油後、一部の固形物に残留している維持量により影響を受け、これはパーム油の加工工程で残留する油脂類まですべて活用できる良い利点を保有している。

0119

乾燥ペレットのエネルギー含量(低位発熱量基準)

0120

0121

本発明を通じて得た浮遊固形分の処理の効果は、表4のとおりである。

0122

本発明に係る固形性浮遊物質除去効果

0123

0124

表4に示すように、本発明では、浮遊固形分の処理効率が99%以上であった。

0125

以上のような本発明は、下水スラッジ廃水スラッジ製紙スラッジ、染色スラッジ、畜排水、食品排水、生廃水および油脂類廃水などにも適用可能である。

0126

1 POME貯蔵槽
2熱交換器
3 排水貯蔵槽
4中和剤溶解タンク
5凝集剤溶解タンク
6ラインミキサー
7濃縮器
8空気圧脱水機
9バッファタンク
10 ラインミキサー
11加圧浮上槽
12 バッファタンク
13曝気槽
14液肥貯蔵槽
15移送コンベア
16圧着プレス
17 バッファタンク
18脱水ケーキ貯蔵槽
19 PODC貯蔵槽
20PKS貯蔵槽
21粉砕機
22粉砕PKS貯蔵槽
23 PKC貯蔵槽
24粉末貯蔵槽
25ミキサー
26スクリーン
27成形器
28乾燥器
29マルチサイクロン
30ペレット粉砕機
31 ペレット貯蔵槽
32熱風器

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