JPH0125638B2

JPH0125638B2 -

Info

Publication number: JPH0125638B2
Application number: JP57167848A
Authority: JP
Inventors: Asao Horiuchi; Ichiro Yamamoto; Masaki Aizawa; Toyoichi Yokomaku; Toyohiko Matsushima; Keiichi Koshiba
Original assignee: Kankyo Engineering Co Ltd
Current assignee: Kankyo Engineering Co Ltd
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1982-09-27
Publication date: 1989-05-18
Also published as: JPS5959299A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は糖蜜廃液の新規かつ有効な処理方法に
関する。本発明の処理対象である糖蜜廃液は、主とし
て、砂糖精製工程から排出される廃糖蜜を原料と
して、アルコール、アミノ酸、核酸誘導体、及び
パン酵母等の発酵製品を製造する過程で排出され
るものであるが、この廃液は一般に、水質的は
BOD、CODとも5000〜100000mg／と極めて濃
厚なものであり、排出液量も100〜3000m³／日と
大量である場合が多い。従来、この糖蜜廃液は生物学的な方法のみで処
理されていたが、この方法では廃液中のBOD成
分を除去することはできるが、COD及び色度成
分の除去性は悪く、生物学的処理液のCODは
1500〜5000mg／、色度は3000〜20000゜である。この生物学的処理液におけるCOD、色度成分
の主体はメラノイジン等の生物難分解性の有機高
分子化合物であが、この種の有機高分子化合物を
含む排水の処理には各種の方法が開発されてお
り、特開昭55−34135号の「有機性排水の処理方
法」もその１つである。この公知方法は、有機性排水に第２鉄塩を主と
する凝集剤を添加して、PH3乃至5.5の範囲に調
整したのち、懸濁物質、有機物質、及び色度成分
を水酸化第２鉄フロツクと共に凝集分離する第１
工程と、第１工程の処理水に新たに鉄塩、過酸化
水素を添加して有機物質及び色度成分を酸化分解
する第２工程と、その酸化処理水にアルカリを加
えてPH4以上で鉄塩触媒を水酸化鉄フロツクと
して析出分離する第３工程とから成る一連の工程
で有機性物質を含む排水を処理して、排水中の有
機物質及び色度成分を高度に除去しようとするも
のであり、場合により予め、活性汚泥法、散水
床法、又は嫌気性消化法等の生物学的処理方法を
用いて排水のBODを100ppm以下まで極力低下さ
せておくことが、薬剤使用量を大巾に減少させる
上で必要であるとしている。本発明は、前記公知方法を糖蜜廃液の処理に利
用するに当り、一層適切な前処理工程を組合せる
ことにより、これまで有効に処理することができ
なかつた糖蜜廃液を簡易かつ低コストで、しかも
極めて高度に処理できるようにしたものである。そして、本発明における前処理の特徴は、第１
発明では、糖蜜廃液を好気性生物処理法で処理し
てその溶解性BODを特に50mg／以下にする点
であり、第２発明では、糖蜜廃液を一旦95℃以上
に加熱してから冷却し、次いで好気性生物処理法
で処理する点であり、第３発明では、糖蜜廃液を
先ずメタン発酵法で処理し、次いで好気性生物処
理法で処理する点である。以下、第１発明ないし第３発明について各別に
具体的に説明する。第１図により第１発明の一実施態様について説
明するに、処理対象の糖蜜廃液は管１で好気性生
物処理部２に導かれ、ここで、必要により窒素、
りん等の栄養塩３を添加して、廃液の溶解性
BODが50mg／以下になるまで、好気性生物処
理法で処理される（第１工程）。第１工程処理液の溶解性BODが50mg／以下
になるまで処理することが、第１発明の重要な構
成要件であつて、50mg／以上では、第２工程以
後での凝集剤、酸化剤等の薬品注入量が著しく増
加するばかりでなく、処理効果が極端に悪くな
り、最終的な処理限界水質が上昇して、本発明の
目的を達成することができない。なお、微生物フ
ロツク等に起因するSS（浮遊固形物）性のBOD
の存在は薬注量と処理効果に悪影響を及ぼさな
い。好気性生物処理の方法には特に限定はなく、活
性汚泥法、散水床法、接触酸化法、回転円板法
等の何れでもよく、又はこれらの併用でもよい。ただ、処理液のBODを50mg／以下に維持管
理するには、正当なBOD容積負荷で運転されて
いるか、必要な酸素が十分に供給されているか、
BOD汚泥負荷が適正であるか等、処理状況に十
分な注意が必要である。なお、第１工程で生じた余剰生物汚泥は、濃縮
分離した後、別途処理してもよいが、第１工程処
理液と共に下記の第２工程で処理して、COD及
び色度成分と共に凝集分離することもできる。第２工程では、先ず、第１混和槽４において第
１工程処理液に撹拌しつつ第２鉄塩を主とする凝
集剤５を所定量添加し、次いで、第1PH調整槽
６でPH調整剤７の添加によりPHを所定値（３
〜5.5、好ましくは４〜4.5）に調整した後、中間
固液分離槽８において凝集助剤９の添加の下に、
処理液中の懸濁物質、有機物質、及び色度成分を
水酸化第２鉄フロツクと共に凝集させ、これを
過、沈殿等適宜手段で分離する。ここで使用する第２鉄塩を主とする凝集剤は、
硫酸第２鉄、塩化第２鉄、ポリ硫酸鉄の何れでも
よく、又、添加量は、量に比例して処理効果は向
上するが、通常は、鉄原子換算で25〜2500mg／
とする。中間固液分離槽８で分離した固形分は、管１０
で排出して、必要に応じて別途処理した後、処分
し、液分は次の第３工程へ送る。第３工程では、先ず、第２混和槽１１におい
て、撹拌しつつ、酸化剤としての過酸化水素１２
と酸化触媒としての鉄塩１３の添加を行い、その
液を酸化反応槽１４に導いて酸化反応を行わせ、
液中の有機物質及び色度成分を酸化分解する。過酸化水素の添加量は、特に限定はなく、廃液
の組成、濃度、処理目標水質等により決定する
が、通常は、廃液中のCOD_Mo量に対して過酸化
水素中の有効酸素換算で0.1〜２倍の範囲とする。鉄塩は、硫酸第１又は第２鉄塩、塩化第１又は
第２鉄塩、ポリ硫酸鉄等の化合物、及びその水溶
液であるが、通常は、酸化触媒能が高く、価格が
低廉なことから硫酸第１鉄塩を用いる。又、鉄塩
の添加量は、廃液の濃度、組成、過酸化水素の添
加量、反応時間、及び酸化反応後の固液分離法等
により決定するのであるが、数mg／程度から効
果を発揮し、多量になるほど反応速度が早くなる
一方、スラツジの発生量が増大するので、通常
は、鉄原子換算で10〜2000mg／の範囲とする。鉄塩は液中で過酸化水素と反応して強力な酸化
性を有する水酸基ラジカルを生成するとともに加
水分解して、反応至適のPH4以下になるが、必
要により最適反応PHに調整するために第２混和
槽１１においてPH調整剤１５を添加する。酸化反応槽１４は、通常、機械撹拌又は空気撹
拌される。そして、酸化反応槽１４での反応時間
は、廃液の組成、濃度、反応温度、過酸化水素
量、鉄塩量により異るが、通常は、常温で５分な
いし24時間である。なお、反応が短時間で完結する条件の場合には
第２混和槽１１での反応だけで十分である。次に第４工程では、前記酸化反応処理液を中和
槽１６に導いてアルカリ剤１７及び必要に応じて
還元剤１８を添加し、最終固液分離槽１９におい
て、通常は凝集助剤２０の添加の下に、鉄イオン
を水酸化鉄フロツクとして析出させると同時に、
廃液の有機物も合わせて凝集させ、これを過、
沈殿等の適宜手段で分離する。酸化反応において未反応の過酸化水素が残留す
ると、COD測定時にCOD値として検出されて見
掛のCODが増加するが、還元剤は、この場合に
残留の過酸化水素を分解するために添加するので
あつて、硫酸第１鉄、塩化第１鉄、亜硫酸ソー
ダ、チオ硫酸ソーダ等が用いられる。最終固液分離槽１９で分離した液分は管２１よ
り取出して、必要によりPH調整をした後、放流
するか、又はより高度の処理のために他の処理工
程に送る。一方、固形分（水酸化鉄フロツク）は
管２２より排出して処分するが、場合によつては
塩酸、硫酸等の鉱酸を加えて水酸化鉄を溶解し、
第２工程における第２鉄塩を主とする凝集剤とし
て再使用することもできる。実験例１酵母製造工場から排出された第１表に示す液質
の糖蜜廃液を清水で５倍希釈し、処理方法が容積
10の曝気槽を用いた回分式活性汚泥法、BOD
負荷が2.0Kg−BOD／m³日、液温が35℃の条件
で、曝気量を８／分、５／分、３／分の３
段階に変化させて、好気性生物処理を行つたとこ
ろ、それら処理液の液質は第２表に示す通りであ
つた。

【表】

【表】但し、BODはNo.5Cの紙で過した液の値次に、これらの処理液に対して、第２工程で
は、処理方法が１ビーカーによる回分処理で、
固液分離は沈降法、塩化第２鉄の添加量が３価の
鉄イオン換算で500mg／、PH調整剤が1Nの水
酸化ナトリウム液、凝集時のPHが４の条件で、
第３工程では、処理方法が１ビーカーによる回
分処理、過酸化水素の添加量が有効酸素換算で
100mg／、硫酸第１鉄の添加量が２価の鉄イオ
ン換算で300ml／、反応PHが2.9、反応時間が
30分の条件で、第４工程では、処理方法が１ビ
ーカーによる回分処理で、固液分離は沈降法、ア
ルカリ剤は1Nの水酸化ナトリウム液、凝集時の
PHは７、還元剤は無添加の条件で、第１発明に
おける第２〜第４工程の処理を行つたところ、そ
の処理液の液質は第３表に示す通りであつた。

【表】第３表によると、第１発明におけるCOD及び
色度の除去性が顕著に良好なことが明らかであ
る。次に、第２表に示す第１工程処理液に対し、第
２工程における塩化第２鉄の添加量を種々変化さ
せた場合の第２工程処理液のCOD値と鉄フロツ
クによつて凝集除去されたCOD量の関係を第２
図に示す。第２図によると、第１発明では第２工程の
CODの凝集除去性が格段に向上していることが
判る。次に、第２表に示す３つの第１工程処理液に対
して塩化第２鉄の添加量を３価の鉄イオン換算で
それぞれ300mg／、450mg／、500mg／とし
て処理を行つた第２工程処理液のCODは、それ
ぞれ580mg／、530mg／、560mg／とほぼ同
程度の値を示したので、この第２工程処理液に対
して第３工程で過酸化水素の添加量を種々変化さ
せて、第３及び第４工程の処理を行つた場合の第
４工程処理液のCODと第３工程での過酸化水素
の添加量との関係を調べた（第３図）。この第３図から明らかなように、第２工程処理
液のCOD値を同レベルに調整した場合でも、第
１工程で溶解性BODを50mg／以下まで処理す
ると少ない過酸化水素の添加で高いCODの除去
性を示すことが判る。実験例２第１表に示す液質の糖蜜廃液に対して、曝気量
を種々変化させて活性汚泥処理を行い、溶解性
BODに差があるこの各処理液を第２工程で塩化
第２鉄の添加量を２価の鉄イオン換算で500ml／
として凝集処理を行い、各第２工程処理液の
COD値と第１工程処理液のBOD値との関係を調
べた（第４図）。第４図によると、第１工程処理液のBODが50
mg／以下の場合に、第２工程におけるCODの
処理性が急激に向上することが判る。次に、このように第２工程での処理性が異る第
１工程処理液を、第２工程において水酸化第２鉄
の添加量を変えて処理して、同程度のCOD値の
第２工程処理液となるように調整し、この各処理
液を第３工程において実験例１と同じ過酸化水素
と触媒の添加量で酸化処理し、各第４工程処理液
のCOD値と第１工程処理液のBOD値との関係を
調べた（第５図）。第５図によると、第１工程処理液のBODが50
mg／の場合に、第４工程処理液のCOD値が急
激に減少することが判る。以上の２つの実験の結果からも明らかなよう
に、第１工程の好気性生物処理において廃液の溶
解性BODを特に50mg／以下にしている第１発
明によれば、後の工程におけるCODの除去性が
顕著であり、薬品添加量の大巾な低減が期待で
き、その効果は前記公知例から予測される範囲を
遥かに超えるものである。次に、第６図により第２発明の一実施態につい
て説明するに、処理対象の糖蜜廃液は管２３で加
熱部２４に導かれ、ここで加熱媒体２５により95
℃以上の温度に加熱された後、冷却部２６で冷却
媒体２７により冷却される（第１工程）。第２発明では第１工程における廃液の加熱温度
が重要であつて、必ず95℃以上の温度に加熱しな
ければ本発明の目的は達成されない。加熱温度が
95℃以下では、後段の工程での凝集剤、酸化剤等
の薬品の添加量が増大するばかりでなく、処理効
果が悪くなり、最終的な処理限界水質が上昇す
る。逆に廃液を95℃以上に加熱することにより、
単に薬品の添加量の低減が期待できるのみなら
ず、第２工程で必ずしも高度のBOD除去をしな
くても、以後の工程において高い有機物の除去性
を維持することができる。加熱の方法には特に限定はなく、直火、水蒸
気、その他の加熱媒体の何れによつてもよい。
又、廃液を95℃以上に保つておく時間は、長いほ
ど効果は高く、保持温度が高くなれば短時間で十
分な効果を得ることができる。通常は、95℃で１
時間以上、105℃では10分以上で十分である。冷却は廃液の温度を第２工程の生物処理が可能
な温度まで下げためで、その手段は任意である。次に、第１工程処理液は生物処理部２８に導か
れ、ここで、必要により窒素、りん等の栄養塩２
９を添加して、好気性生物処理を受ける（第２工
程）。この第２工程は廃液中のBOD成分の除去を目
的としており、ここでのBODの除去率は高い程
よいが、通常は、第２工程処理液のBODが200
mg／以下であれば、後の工程での高度なCDと
色度の処理が期待できる。そして、好気性生物処
理の方法については特に限定はない。第２工程処理液は、以後、第３工程ないし第５
工程の処理を受けるが、これらは第１の発明の第
２工程ないし第４工程と全く同様であるので、そ
の説明は省略する。（実験例）酵母工場から排出された第１表に示す液質の糖
蜜廃液を第２発明の第１工程（95℃、１時間加
熱）で処理し、この処理液を清水で５倍希釈した
後、第２工程において溶積10の曝気槽を用いて
回分式活性汚泥法により処理した。なお、この際
のBOD負荷は２Kg−BOD／m³・日、液温は35
℃、曝気量は３／分であつた。一方、原液を直接５倍希釈して前記と同条件で
好気性生物処理を行つた（比較例）。これらの処理液の液質は第４表に示す通りであ
り、水質的に大差はみられず、同程度の液質であ
ることが判る。

【表】次に、これら処理液に対して第２鉄塩の添加量
を種々変化させて第２発明における第３工程の処
理を行い、前掲処理液のCOD値と鉄フロツクに
よつて凝集除去されたCOD量の関係を求めた
（第７図）。第７図から、第２発明では比較例に比べて第３
工程でのCOD凝集除去性が格段に向上している
ことが明らかであり、また、第２発明では３価の
鉄イオン換算で300mg／、比較例では同じく
1000mg／の第２鉄塩を添加して処理した第３工
程処理液のCODは、第２発明では510mg／、比
較例では480mg／とほぼ同じ値を示した。次に、この同程度のCOD値を持つ第３工程処
理液に対して、過酸化水素の添加量を種々変化さ
せて第２発明の第４工程の処理を行い、その処理
液のCOD過酸化水素の添加量との関係を求めた
（第８図）。第８図から、第１工程で原液を加熱処理した第
２発明では少ない過酸化水素添加量で高いCOD
の除去性を示すことが明らかである。以上の実験結果からも明らかなように、原液を
95℃以上に加熱する第１工程を付加している第２
発明によると、凝集剤や過酸化水素の使用量は大
巾に少なく、かつ処理液CODをはるかに低いレ
ベルまで処理することが可能である。そして、第２発明では、好気性生物処理工程に
おけるBODの処理性にさほど制約を受けること
もなく、高度なCODと色度の処理を行うことが
できるのも大きな特長である。次に、第９図により第３発明の一実施態様につ
いて説明するに、処理対象の糖蜜廃液（BODが
10000mg／以上の濃度の高いもの）は管３０よ
りメタン発酵部３１に入り、ここで、必要により
窒素、りん等の栄養塩３２を添加して、メタン発
酵法による廃液中の有機物質の処理が行われる
（第１工程）。第３発明では第１工程において廃液をメタン発
酵法で処理することを重要な構成要件としてお
り、この構成により第３及び第４工程における
COD、色度の除去性が向上する。メタン発酵の方法については特に限定はなく、
発酵プロセスも任意のものを用いることができ
る。発酵部３１で発生したガスは、管３３の系外に
導き、適当に処理した後、発酵の熱源等に利用
し、汚泥は、適当な手段で固液分離を行つて回収
し、新たな廃液の発酵処理に利用するが、余剰の
汚泥は管３４で系外に導き、必要により適当な処
理を行つてから、処分する。第１工程処理液は好気性処理部３５において、
必面により管３６より希釈水を加えて、好気性生
物処理法で処理する（第２工程）。この工程は、残留しているBOD及び硫化水素
等の還元性物質を除去して、第３及び第４工程に
おける凝集剤及び酸化剤等の薬品添加量を少なく
するためのものであり、第２工程処理液の溶解性
BODは300mg／以下であることが望ましい。そして、この工程における好気性生物処理の方
法については特に限定はない。なお、この工程で発生した余剰汚泥は濃縮して
第１工程のメタン発酵部３１に導いて減量化を図
ることができ、また別に第２工程処理液と共に第
３工程に導き、ここでCOD、色度成分と共に凝
集分離することも可能である。第２工程処理液は、以後順次、第３工程ないし
第５工程の処理を受けるが、これらは第１発明の
第２工程ないし第４工程と全く同様であるので、
その説明は省略する。（実験例）アルコール製造工場から排出された第５表に示
す液質の糖蜜廃液を、処理方法が２発酵槽によ
る回分処理、BOD負荷が４Kg−BOD／m³日、液
温が53℃の条件でメタン発酵処理を行い、この第
１工程処理液を清水で５倍希釈したもの、及び廃
液を直接５倍希釈したものをそれぞれ対象とし
て、下記の条件で第３発明の第２工程ないし第５
工程の処理を行つたところ、第３及び第４工程処
理液の液質は第６表に示す通りであつた。

【表】処理条件：第２工程では、処理方法が容積10の曝気槽を
用いた回分式活性汚泥法、BOD負荷が１Kg−
BOD／m³・日、液温が35℃、曝気量が５／分。第３工程では、処理方法が１ビーカーによる
回分処理で、固液分離は沈降法、塩化第２鉄添加
量が３価の鉄イオン換算で500mg／、PH調整
剤が1Nの水酸化ナトリウム液、凝集時のPHが
４。第４工程では、処理方法が１ビーカーによる
回分処理、過酸化水素添加量が有効酸素換算で
150mg／、硫酸第１鉄添加量が２価の鉄イオン
換算で450mg／、反応PHが2.9、反応時間が30
分。第５工程では、処理方法が１ビーカーによる
回分処理で、固液分離は沈降法、アルカリ剤が
1Nの水酸化ナトリウム液、凝集時のPHが７、還
元剤が無添加。

【表】なお、第１０図は第３工程において塩化鉄の添
加量を種々変化させた場合の第３工程処理液の
COD値と除去COD量との関係を示す図である。第３発明によれば、好気性生物処理の前にメタ
ン発酵を行つていることにより、BOD成分が原
液の50〜70％程度除去されるため、好気性処理工
程でのBOD負荷が軽減され、第１発明のような
BODが50mg／以下の処理液を得ることが容易
であるのみならず、第１工程において、好気性生
物処理で除去される有機成分以外のものも処理さ
れるので、好気性生物処理のみの処理液とは組
成、性状が異なるようになり、このことが後段の
処理工程に好結果をもたらして、高度なCODと
色度の処理効果が期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１発明の工程説明図、第２図は第１
発明と比較例の第２工程における処理水CODと
除去COD量との関係図、第３図は第１発明と比
較例における過酸化水素添加量と処理水CODと
の関係図、第４図は第１発明における第１工程処
理液BODと第２工程処理液CODとの関係図、第
５図は第１発明における第１工程処理液BODと
第４工程処理液CODとの関係図、第６図は第２
発明の工程説明図、第７図は第２発明と比較例の
第３工程における処理液CODと除去COD量との
関係図、第８図は第２発明と比較例における過酸
化水素添加量と処理液CODとの関係図、第９図
は第３発明の工程説明図、第１０図は第３発明と
比較例の第３工程における処理液CODと除去
COD量の関係図である。２……好気性生物処理部、４……第１混和槽、
６……第1PH調整槽、８……中間固液分離槽、
１１……第２混和槽、１４……酸化反応槽、１６
……中和槽、１９……最終固液分離層、２４……
加熱部、２５……冷却部、２８……生物処理部、
３１……発酵部、３５……好気性処理部。

Claims

【特許請求の範囲】１糖蜜廃液を好気性生物処理法で処理して廃液
の溶解性BODを50mg／以下にする第１工程と、
第１工程処理液に第２鉄塩を主とする凝集剤を添
加し、PHを３〜5.5の範囲に調整した後、懸濁物
質、有機物質、及び色度成分を水酸化第２鉄フロ
ツクと共に凝集分離する第２工程と、第２工程処
理液に過酸化水素と酸化触媒としての鉄塩を添加
して有機物質及び色度成分を酸化分解する第３工
程と、この酸化処理液にアルカリを加えてPH4
以上で前記鉄塩を水酸化第２鉄として析出分離す
る第４工程とを包含することを特徴とする糖蜜廃
液の処理方法。２糖蜜廃液を95℃以上に加熱してから冷却する
第１工程と、第１工程処理液を好気性生物処理法
で処理する第２工程と、第２工程処理液に第２鉄
塩を主とする凝集剤を添加し、PHを３〜5.5の範
囲に調整した後、懸濁物質、有機物質、及び色度
成分を水酸化第２鉄フロツクと共に凝集分離する
第３工程と、第３工程処理液に過酸化水素と酸化
触媒としての鉄塩を添加して、有機物質及び色度
成分を酸化分解する第４工程と、この酸化処理液
にアルカリを加えてPH4以上で前記鉄塩を水酸
化第２鉄として析出分離する第５工程とを包含す
ることを特徴とする糖蜜廃液の処理方法。３糖蜜廃液をメタン発酵法で処理して廃液中の
有機物質を除去する第１工程と、第１工程処理液
を好気性生物処理法で処理する第２工程と、第２
工程処理液に第２鉄塩を主とする凝集剤を添加
し、PHを３〜5.5の範囲に調整した後、懸濁物
質、有機物質、及び色度成分を水酸化第２鉄フロ
ツクと共に凝集分離する第３工程と、第３工程処
理液に過酸化水素及び酸化触媒としての鉄塩を添
加して、有機物質及び色度成分を酸化分解する第
４工程と、この酸化処理液にアルカリを加えて
PH4以上で前記鉄塩を水酸化第２鉄として析出
分離する第５工程とを包含することを特徴とする
糖蜜廃液の処理方法。