(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2021-12-20
(45)【発行日】2022-01-17
(54)【発明の名称】パーラー廃水の処理方法及びその廃水処理装置
(51)【国際特許分類】
B01D 21/01 20060101AFI20220107BHJP
C02F 1/52 20060101ALI20220107BHJP
【ＦＩ】
B01D21/01 101Z
C02F1/52 K
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2017095806
(22)【出願日】2017-05-12
(65)【公開番号】P2018192383
(43)【公開日】2018-12-06
【審査請求日】2020-04-24
(73)【特許権者】
【識別番号】501369879
【氏名又は名称】三浦 征八朗
(74)【代理人】
【識別番号】100096714
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 一郎
(72)【発明者】
【氏名】三浦 征八朗
【審査官】小久保 勝伊
(56)【参考文献】
【文献】特開２００６－２９７２２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０８７９６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００６／０２２１８８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００５－２４８３３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－０３８４９５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－２３３５１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５６－０１３０９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２３４１８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１４５１９９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１１８６６３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１０９０９４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ ２１／０１
Ｃ０２Ｆ １／５２、３／０２、１１／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
廃棄乳を含むパーラー廃水の処理方法であって、被処理水のパーラー廃水に、粒径１～１００μｍの粉砕もみがらを主成分とし、Ｍｐ値（Moisture percentage value）がＭｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤及びフロック（Flock；綿毛状沈殿）形成能を有する凝集剤とを添加して、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を含むことを特徴とするパーラー廃水の処理方法。
【請求項2】
少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水のパーラー廃水に、上記特定の脱水助剤を添加する工程、次いで、反応槽で、被処理水に、フロック形成能を有する凝集剤を添加して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、汚泥脱水機で、該フロックを除去すると同時に、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を備えた、請求項１に記載の処理方法。
【請求項3】
Ｍｐ値がＭｐ＝５５～７０を有する脱水助剤及びフロック形成能を有する凝集剤とを添加して、フロック；大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を備えた、請求項１又は２に記載の処理方法。
【請求項4】
被処理水の生物処理槽流入前に、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックを除去する操作を実行する、請求項１から３のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項5】
被処理水の生物処理槽（曝気槽）流入前に、中和槽で、消毒剤の中和の操作を実行する、請求項１から３のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項6】
被処理水のパーラー廃水に対して、混和槽で、上記脱水助剤を０．１％以下（対廃水容量）添加する、請求項１から３のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項7】
被処理水のパーラー廃水に対して、反応槽で、凝集剤を１％以下（０．２％水溶液）添加する、請求項１から３のいずれか一項に記載の処理方法。
【請求項8】
上記請求項１から７のいずれかに記載のパーラー廃水の処理方法で使用するための廃水処理装置であって、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設を含み、
１）混和槽で、被処理水の廃棄乳を含むパーラー廃水に、粒径１～１００μｍの粉砕もみがらを主成分とし、Ｍｐ値がＭｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加する工程、
２）反応槽で、被処理水に凝集剤を添加して廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｎｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、
３）汚泥脱水機で、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、
を実行することにより、上記脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実施するようにしたことを特徴とする上記廃水処理装置。
【請求項9】
１）混和槽で、被処理水のパーラー廃水に、Ｍｐ値がＭｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加する工程、２）反応槽で、被処理水に凝集剤を添加して廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、
３）汚泥脱水機で、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５～７０％とに分離する工程、
を実行することにより、上記脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実施するようにした、請求項８に記載の廃水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、パーラー廃水の処理方法及びその廃水処理装置に関するものであり、更に詳しくは、畜産の搾乳機器や搾乳設備の洗浄排水や、消毒殺菌剤、搾乳施設の床面を洗い流す水や、洗剤、牛の屎尿などが含まれる廃水である所謂パーラー廃水の処理方法及び該処理方法で使用するためのパーラー廃水の処理装置に関するものである。本発明は、上記パーラー廃水の処理方法及びその廃水処理装置に関する新技術・新製品を提供するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、牛乳農家を含む牛乳の生産業者の減少に伴い、搾乳施設が大規模化してきている傾向にある。平成１６年１１月より、「家畜排せつ物の管理の適正化及び利用の促進に関する法律」の施行に伴って、パーラー廃水についても、廃水浄化処理が法的に義務付けられた。それに伴って、牛乳の生産業者にとっては、パーラー廃水を放流できるレベルまで浄化処理することが義務化され、実際に、パーラー廃水の浄化施設の設置などに迫られている状況にある。
【0003】
しかし、今日まで、パーラー廃水には、廃棄乳や、消毒殺菌剤などが混入しているため、浄化処理が難しく、牛乳農家や中小規模の事業者では、浄化槽の設計や設置がなされてこなかった状況にある。そのため、当業界では、搾乳施設の大規模化に伴って、小規模で、かつ効率のよい浄化槽や施設を備えたパーラー廃水処理施設を設置する必要性が高まっている。
【0004】
最近では、小規模で、効率のより浄化槽を設置する動きもあるが、一方で、廃棄乳や、消毒殺菌剤が未処理のまま生物処理槽（曝気槽）に流入されている場合が少なからずあるため、当該生物処理槽（曝気槽）における生物処理が必ずしも適正に行われていない場合が見られるのが実情である。一般に、廃水の浄化処理については、畜産の搾乳機器や搾乳施設に対する法制の適用に先行して、水質汚濁防止法による一般排出規制の適用対象とされている水産物製造設備については、水質汚濁防止法による法規制に従って、該水産物製造設備から発生する水産加工廃水の浄化処理が既に実行されている。
【0005】
このような水産加工廃水から、固形分を凝集して除去するための先行技術として、例えば、凝集剤の、塩化第二鉄、ポリ塩化第二鉄又は硫酸アルミニウムと、活性炭と、ゼオライト又はフライアッシュと、高分子系界面活性剤からなる粉末状処理剤を用いる方法（特許文献１）、が提案されている。
【0006】
また、他の先行技術として、フロスを含む排水に、吸水性材料を添加混合して、排水をゲル化する方法（特許文献２）、が提案されている。また、他の先行技術として、これらの排水から、油脂分を分離回収する方法として、排水中の油脂分を、有機溶媒に溶解して、分離回収する方法（特許文献３）、が提案されている。
【0007】
また、他の先行技術として、ＢＯＤが１，０００ｍｇ／Ｌ以下のパーラー廃水を被処理水として、生物処理によって浄化処理するパーラー廃水処理装置及び上記装置を使用するパーラー廃水の処理方法（特許文献４）、が提案されている。また、他の先行技術として、（Ａ）脂質を付着させた乾燥菌体、（ｂ）水溶性金属塩及び／又は金属酸化物からなる金属化合物、並びに（ｃ）高分子凝集剤を用いることを特徴とするパーラー排水の浄化方法（特許文献５）、が提案されている。
【0008】
また、一般に、水溶性タンパク質の分離には、荷電中和により凝集する作用を有する鉄塩や、アルミニウム塩で処理する方法が用いられ、この処理により、生成した微細なフロックを、水から分離し易くするために、合成高分子凝集剤が用いられ、このようにして凝集したフロックを固形分離するために、加圧浮上分離法を用いる方法（非特許文献１）、が提案されている。
【0009】
一般に、従来の水産加工廃水を集積して共同処理する施設のように、例えば、組成が大きく変動する水産加工廃水のフロスを処理する場合には、凝集したフロックを、スクリュープレスにより脱水することはほとんど不可能である。そのため、現状では、ボイラーによる蒸発工程により水分を飛ばして脱水する手法が採られているが、高コストであり、ＣＯ２を多く排出し、環境負荷が非常に大きいという問題がある。そこで、当技術分野においては、現状のボイラー蒸発工程による脱水システムに代わる低環境負荷型の新しい脱水システムを確立することが喫緊の課題として強く要請されていた。
【0010】
パーラー廃水の浄化処理については、パーラー廃水を放流可能なレベルまで浄化処理する方法として、現状では、例えば、標準的な活性汚泥法による浄化処理が主流になりつつある。しかし、活性汚泥法による浄化設備を設置するには、例えば、調整池や、生物処理槽（曝気槽）、沈殿池、これらの運転設備などを備えた大掛かりの浄化設備の設置が必要となり、設備費用やランニングコストの点で、乳牛農家や中小規模の事業者が個々に設置する設備としては、非効率で、かつ経済的ではない。そこで、当技術分野においては、より小規模で、効率のよい実用化可能な新しい浄化技術及び浄化施設を開発することが強く要請されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【文献】特開平９－１０５０８号公報
【文献】特開２０００－１５４３７８号公報
【文献】特開２００３－２９０６０４号公報
【文献】特開２００７－７５７１０号公報
【文献】特開２０１０－２４０５８２号公報
【非特許文献】
【0012】
【文献】廃棄物処理・再資源化技術ハンドブック編集委員会編、「廃棄物処理・再資源化技術ハンドブック」、株式会社建設産業調査会発行、１９９３年１１月２５日、ｐ．４０７左欄第９－３２行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
これまでに、本発明者らは、パーラー廃水の浄化処理について種々検討を重ねる過程で、パーラー廃水は、廃棄乳中の乳成分や油脂分などの分子が会合して水と油を乳化して安定なエマルジョン状態を形成するため、通常の脱水助剤や凝集剤などを添加しても好適な大きさのフロックの形成と、その除去／脱水がきわめて難しいこと、そのため、実際には、廃棄乳や消毒剤などを未処理のまま曝気槽に流入させている場合が多いこと、が判明した。すなわち、従来公知の既存の技術では、廃棄乳を含む汚染された廃液に、通常の脱水助剤や凝集剤などを添加してフロックを生成（形成）させても、残渣ケーキの含水率を約７０％以下に低下させることは技術的にきわめて難しく、それを解決することは至難とされているのが実情であった。
【0014】
このような状況の中で、本発明者らは、廃棄乳中の油脂分と、カルシウムに着目し、これらを生物処理槽（曝気槽）流入前に除去するために、Ｍｐ値（Moisture percentage value）がＭｐ≦７０を有する特定の脱水助剤と、凝集剤とを併用し、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽（曝気槽）を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水に、上記特定の脱水助剤を添加する工程と、次いで、反応槽で、被処理水に凝集剤を添加して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック（ｆｌｏｃｋ）；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程と、汚泥脱水機で、該フロックを除去した透明度の高い脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下とに分離する工程とを採用し、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行すること、それにより、ＢＯＤ容積負荷の低減、汚泥発生量の抑制、及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果が達成でき、生物処理槽（曝気槽）での生物処理を効率よく実行できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0015】
本発明において、Ｍｐ値（Moisture percentage value）が、“Ｍｐ≦７０を有する脱水助剤”とは、被処理水のパーラー廃水に、該脱水助剤及び凝集剤とを添加して、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成する性能と、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下とに分離できることが予想（期待）される性能、すなわち、ケーキ含水率を５５％以下乃至５５～７０％に脱水することができる性能を備えた脱水助剤として定義される。
【0016】
本発明において、脱水試験を実施するために、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽（曝気槽）を備えた浄化施設において、混和槽及び反応槽で、被処理水に各種の脱水助剤及び凝集剤を添加して試験したところ、後記する表５に示したように、フロック及びケーキ脱水率の評価で、フロックを除去した離脱水（上澄水）の透明度は、“濁→透明”、との結果と、反応槽で形成されるフロック（flock）の大きさは、Ｅ→Ａ、すなわち、Ｅ；フロックできない、Ｄ；小（φ３ｍｍ以下）、Ｃ；中（φ３～５ｍｍ）Ｂ；大（φ５～１０ｍｍ）、Ａ；特大（φ１０ｍｍ以上）、との結果と、汚泥脱水機から発生する予想（期待）されるケーキ含水率は、Ｅ→Ａ、すなわち、Ｅ；９０％以上、Ｄ；８０～９０％、Ｃ；７０～８０％、Ｂ；５５～７０％、Ａ；５５％以下、との結果、が得られた。
【0017】
本発明では、上記脱水ケーキの予想（期待）されるケーキ含水率の評価が、後記する表５の“評価”の項のＥ～Ａの数値を、“Ｍｐ値（Moisture percentage value）”と定義することとする。そして、本発明において、脱水助剤の性能について、例えば、脱水ケーキのケーキ含水率の評価で、予想（期待）されるケーキ含水率が、例えば、５５％以下である場合は、これを“Ｍｐ≦５５”の性能を有する、また、５５～７０％である場合は、これを“Ｍｐ＝５５～７０”と表記することとする。
【0018】
本発明は、上記特定の脱水助剤と凝集剤とを併用した、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）の形成と、該フロックの除去／脱水により、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％に分離し、それにより、ＢＯＤ容積負荷の低減、汚泥発生量の抑制、及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果が期待でき、生物処理槽（曝気槽）での生物処理を実行可能としたことを特徴とするパーラー廃水の処理方法を提供することを目的とするものである。
【0019】
また、本発明は、上記特定の脱水助剤と凝集剤を併用することにより、反応槽で、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させることを可能とし、かつ脱水ケーキの含水率を７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％に低減することを可能とし、それによって、生物処理槽（曝気槽）での生物処理を実行可能にしたことを特徴とするパーラー廃水の廃水処理装置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】
【0020】
上記課題を解決するための本発明は、以下の技術的手段から構成される。
（１）廃棄乳を含むパーラー廃水の処理方法であって、被処理水のパーラー廃水に、粒径１～１００μｍの粉砕もみがらを主成分とし、Ｍｐ値（Moisture percentage value）がＭｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤及びフロック（Flock；綿毛状沈殿）形成能を有する凝集剤とを添加して、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を含むことを特徴とするパーラー廃水の処理方法。
（２）少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水のパーラー廃水に、上記特定の脱水助剤を添加する工程、次いで、反応槽で、被処理水に、フロック形成能を有する凝集剤を添加して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、汚泥脱水機で、該フロックを除去すると同時に、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を備えた、前記（１）に記載の処理方法。
（３）Ｍｐ値がＭｐ＝５５～７０を有する脱水助剤及びフロック形成能を有する凝集剤とを添加して、フロック；大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を備えた、前記（１）又は（２）に記載の処理方法。
（４）被処理水の生物処理槽流入前に、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックを除去する操作を実行する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（５）被処理水の生物処理槽（曝気槽）流入前に、中和槽で、消毒剤の中和の操作を実行する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（６）被処理水のパーラー廃水に対して、混和槽で、上記脱水助剤を０．１％以下（対廃水容量）添加する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（７）被処理水のパーラー廃水に対して、反応槽で、凝集剤を１％以下（０．２％水溶液）添加する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（８）上記前記（１）から（７）のいずれかに記載のパーラー廃水の処理方法で使用するための廃水処理装置であって、
少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設を含み、
１）混和槽で、被処理水の廃棄乳を含むパーラー廃水に、粒径１～１００μｍの粉砕もみがらを主成分とし、Ｍｐ値がＭｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加する工程、
２）反応槽で、被処理水に凝集剤を添加して廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｎｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、
３）汚泥脱水機で、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、
を実行することにより、上記脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実施するようにしたことを特徴とする上記廃水処理装置。
（９）１）混和槽で、被処理水のパーラー廃水に、Ｍｐ値がＭｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加する工程、
２）反応槽で、被処理水に凝集剤を添加して廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、
３）汚泥脱水機で、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５～７０％とに分離する工程、
を実行することにより、上記脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実施するようにした、前記（８）に記載の廃水処理装置。
（１）廃棄乳を含むパーラー廃水の処理方法であって、被処理水のパーラー廃水に、粒径１～１００μｍの粉砕もみがらを主成分とし、Ｍｐ値（Moisture percentage value）がＭｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤及びフロック（Flock；綿毛状沈殿）形成能を有する凝集剤とを添加して、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を含むことを特徴とするパーラー廃水の処理方法。
（２）少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水のパーラー廃水に、上記特定の脱水助剤を添加する工程、次いで、反応槽で、被処理水に、フロック形成能を有する凝集剤を添加して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、汚泥脱水機で、該フロックを除去すると同時に、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を備えた、前記（１）に記載の処理方法。
（３）Ｍｐ値がＭｐ＝５５～７０を有する脱水助剤及びフロック形成能を有する凝集剤とを添加して、フロック；大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５～７０％とに分離する工程、次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する工程、を備えた、前記（１）又は（２）に記載の処理方法。
（４）被処理水の生物処理槽流入前に、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックを除去する操作を実行する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（５）被処理水の生物処理槽（曝気槽）流入前に、中和槽で、消毒剤の中和の操作を実行する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（６）被処理水のパーラー廃水に対して、混和槽で、上記脱水助剤を０．１％以下（対廃水容量）添加する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（７）被処理水のパーラー廃水に対して、反応槽で、凝集剤を１％以下（０．２％水溶液）添加する、前記（１）から（３）のいずれか一項に記載の処理方法。
（８）上記前記（１）から（７）のいずれかに記載のパーラー廃水の処理方法で使用するための廃水処理装置であって、
少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設を含み、
１）混和槽で、被処理水の廃棄乳を含むパーラー廃水に、粒径１～１００μｍの粉砕もみがらを主成分とし、Ｍｐ値がＭｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加する工程、
２）反応槽で、被処理水に凝集剤を添加して廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｎｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、
３）汚泥脱水機で、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離する工程、
を実行することにより、上記脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実施するようにしたことを特徴とする上記廃水処理装置。
（９）１）混和槽で、被処理水のパーラー廃水に、Ｍｐ値がＭｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加する工程、
２）反応槽で、被処理水に凝集剤を添加して廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；大（φ５～１０ｍｍ）を形成させる工程、
３）汚泥脱水機で、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率５５～７０％とに分離する工程、
を実行することにより、上記脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実施するようにした、前記（８）に記載の廃水処理装置。
【0021】
次に、本発明について更に詳細に説明する。
本発明の被処理対象物であるパーラー廃水とは、搾乳機器や搾乳設備の洗浄排水や、消毒殺菌剤、搾乳施設の床面を洗い流す水や、廃棄乳、洗浄剤、屎尿などが含まれている搾乳施設から発生する廃水を意味する。このパーラー廃水については、当技術分野では、廃棄乳や、消毒殺菌剤などが未処理のまま曝気槽に流入されている場合があるため、生物処理槽（曝気槽）における生物処理（浄化処理）がうまく行かないという問題が多々見られた。
本発明の被処理対象物であるパーラー廃水とは、搾乳機器や搾乳設備の洗浄排水や、消毒殺菌剤、搾乳施設の床面を洗い流す水や、廃棄乳、洗浄剤、屎尿などが含まれている搾乳施設から発生する廃水を意味する。このパーラー廃水については、当技術分野では、廃棄乳や、消毒殺菌剤などが未処理のまま曝気槽に流入されている場合があるため、生物処理槽（曝気槽）における生物処理（浄化処理）がうまく行かないという問題が多々見られた。
【0022】
また、パーラー廃水の浄化は、廃棄乳中の高濃度の乳成分及び油脂分や、カルシウムの分子が会合してミセルを形成してコロイド状態になることにより、公知の既存の技術では、特に、反応槽の反応工程における、大きさが、特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）のフロックを形成させることが難しく、また、汚泥脱水機によるフロック除去／脱水の工程における脱離液と脱水ケーキとの分離作業がかなり困難であり、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下、すなわち含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離することがきわめて難しく、当技術分野においては、パーラー廃水を効率よく浄化処理する方法を開発することが強く要請されていた。
【0023】
本発明者らは、これまで、水産加工排水やパーラー廃水のフロスを処理する方法を種々研究／開発する中で、搾乳施設から発生するパーラー廃水を処理するために、廃棄乳中の油脂分や、カルシウムに着目し、これらを生物処理槽（曝気槽）流入前に除去するために、特定の脱水助剤と凝集剤とを併用して、反応槽で、特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）のフロックを形成させ、次いで、汚泥脱水機で、フロック除去／脱水をすることにより、汚泥脱水機で、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を除去した透明度の高い脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下とに分離することが可能であること、その後、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に流入させて生物処理を行うことにより、高効率、かつ高精度の生物処理を実行することが可能になること、との新規知見を見出した。
【0024】
パーラー廃水は、廃水中に廃棄乳中の乳成分、油脂分や、カルシウムなどの分子が会合してミセルを形成して乳化及び微粒子分散したコロイド状態であると同時に、消毒殺菌剤や、洗浄排水、家畜屎尿などで複雑に複合的に汚染された廃液である。そのために、汚泥脱水機で、フロック除去／脱水をしたとしても、含水率７０％以下、とり分け、５５％以下の脱水ケーキにすることはきわめて困難であり、従来、大規模で、高度な浄化設備で浄化処理しない限り、該パーラー廃水を簡便な設備で、低コストで、効率よく浄化することはきわめて困難とされていた。
【0025】
そこで、本発明では、廃棄乳や、洗浄剤、洗浄排水、消毒殺菌剤、屎尿などで複雑に複合的に汚染された廃液であるパーラー廃水を処理するために、廃乳中の油脂分、カルシウムに着目し、これらを生物処理槽（曝気槽）流入前に除くために、特定の脱水助剤と凝集剤を併用して、フロックの形成と、その除去／脱水により、被処理水を浄化することを試みた。
【0026】
すなわち、本発明は、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水に、Ｍｐ値がＭｐ≦７０、より詳しくは、Ｍｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加し、次いで、反応槽で、被処理水に、凝集剤、例えば、高分子凝集剤を添加して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を形成させ、汚泥脱水機で、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離し、次いで、該脱離液を生物処理槽に投入して生物処理を実行することにより、生物処理槽（曝気槽）による生物処理（浄化処理）を効率よく実行することを特徴としている。
【0027】
本発明では、反応槽におけるフロックの形成と、脱水工程におけるフロックの除去と、ケーキ含水率との関係がきわめて重要である。脱水試験の結果、後記する表５に示したように、ケーキ含水率が９０％以上では、フロックができず、ケーキ含水率が８０～９０％では、フロックの大きさは小（φ３ｍｍ以下）であり、ケーキ含水率が７０～８０％では、フロックの大きさは中（φ３～５ｍｍ）であり、ケーキ含水率が５５～７０％では、フロックの大きさは大（φ５～１０ｍｍ）であり、ケーキ含水率が５５％以下では、フロックの大きさは特大（φ１０ｍｍ以上）である、そして、この順に、例えば、上澄水の透明度は、濁→透明になり、評価は、Ｅ→Ａのランクになることが判明し、かつ、これらの試験結果は、混和槽で添加する脱水助剤の種類の選定と、反応槽で添加する凝集剤の種類の選定、とり分け、前者の混和槽で添加する脱水助剤の種類の選定によって大きく左右されることが判明した。
【0028】
本発明者らは、通常のルーチンの検討をはるかに上回る過度又はそれ以上の試験を積み重ねた結果、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水に、Ｍｐ値がＭｐ≦７０、より詳しくは、Ｍｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する脱水助剤を添加する工程、次いで、反応槽で、被処理水に、凝集剤、例えば、高分子凝集剤を添加して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックを形成させる工程を採用することによって、はじめて、脱水ケーキの含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％、フロックの大きさ：特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）、上澄水：透明度が高い、という水処理結果（効果）を得た。そして、汚泥脱水機で、該フロックを除去すると同時に、上記フロックを除いた透明度の高い脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して、生物処理を効率よく実施することに成功した。
【0029】
ここで、更に、特定の脱水助剤と凝集剤とを併用した、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックの形成と、その除去／脱水について詳しく説明すると、本発明で、フロックの形成と、その除去／脱水とは、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、原水（脱水前の廃水）に、混和槽で、Ｍｐ値がＭｐ≦７０、より詳しくは、Ｍｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する特定の脱水助剤を添加し、例えば、５００ｒｐｍ×２分間撹拌した後、反応槽で、凝集剤、例えば、高分子凝集剤を添加して、例えば、１２０ｒｐｍ×３分間撹拌して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックを形成させる。次いで、該フロックを、汚泥脱水機に投入し、廃乳中の油脂分とカルシウムを含むフロックを除去／脱水して、脱離液と脱水ケーキに分離し、脱水ケーキの含水率を７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％に低下させた後、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）で生物処理することを意味する。
【0030】
本発明では、上記特定の脱水助剤として、例えば、植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする脱水助剤を使用することができ、凝集剤として、例えば、高分子凝集剤を使用することができる。ここで、植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とするとは、当該粒径１～１００μｍの粉砕物を少なくとも５０重量％以上（すなわち、半分以上）含有するものであることを意味する。上記脱水助剤の主成分である植物性繊維としては、例えば、針葉樹又は広葉樹の木粉、あるいは稈が木質化した単子葉植物である竹の粉末、間伐材チップや木工の切屑の粉砕物又は製材時に発生するノコ屑や廃棄物、サンダー掛けで発生する研削屑や、サンドブラストで発生する切削屑、製紙用パルプ、古紙パルプなどを例示することができるが、これらに制限されるものではなく、植物性繊維が含まれる原材料（素材）であればその種類に拘わらず適宜使用することができる。
【0031】
これらの植物性繊維は、望ましくは、セルロース繊維としての純度を９０％以上に高めたものが好適に使用される。このような植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする脱水助剤については、約４０種類以上の市販製品があり、例えば、「リセルバーＭＴシリーズ」（リセルバー社製）として、品番を指定して適宜入手することが可能である。
【0032】
本発明において、脱水助剤の主成分である“植物性繊維”としては、例えば、粉砕もみがら、わら、粉砕コーンコブ、セルロースファイバー、微細木粉などの植物性繊維があり、これらの植物性繊維を機械的剪断により粉砕し、例えば、擂潰機などを用いて粉砕又は摩砕することにより、粒径１～１００μｍに微細化した粉砕物を主成分とする粉砕物（試料）を好適に使用することができる。しかし、本発明で使用できる脱水助剤は、これらに制限されるものではなく、Ｍｐ値がＭｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する試料、すなわち、後記する表５の評価の項のＡ～Ｂランクの試料であれば、同様に使用することができる。
【0033】
本発明では、上記粉砕もみがらなどの特定の脱水助剤は、粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする試料の状態で、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水に添加して利用することができる。上記特定の脱水助剤を用いてパーラー廃水を処理するには、混和槽で、原水（処理前の廃水）に対し、例えば、上記特定の脱水助剤を０．１％（対廃水容量）添加し、次いで、反応槽で、凝集剤、例えば、有機高分子凝集剤（０．２質量％の水溶液）を添加する。この有機高分子凝集剤としては、ノニオン系、カチオン系又は両性合成高分子凝集剤が用いられる。
【0034】
上記ノニオン系合成高分子凝集剤としては、例えば、ポリアクリルアミド、ポリエチレンオキシド、尿素－ホルマリン樹脂などを例示することができ、カチオン系合成高分子凝集剤としては、例えば、ポリアミノメチルアクリルアミド、ポリビニルイミダゾリン、キトサン、アイオネン系共重合体、エポキシアミン共重合体などを例示することができる。また、両性合成高分子凝集剤としては、例えば、レシチン系両性界面活性剤、カゼイン分解物系両性界面活性剤などを例示することができる。これらの有機高分子凝集剤は、例えば、市販製品（浅田化学工業社製、ハイモ社製など）として適宜入手可能である。また、本発明では、凝集剤として、無機凝集剤、例えば、ポリ硫酸鉄（ＩＩＩ）、ポリ塩化鉄（ＩＩＩ）、ポリ塩化アルミニウム、ポリ硫酸アルミニウムや、塩化第二鉄、硫酸アルミニウムなどを使用することができ、また、上記特定の脱水助剤に適合する凝集剤であれば適宜の凝集剤を使用することができる。
【0035】
本発明のパーラー廃水の浄化処理を実行するに際しては、上記特定の脱水助剤と凝集剤、例えば、有機高分子凝集剤を添加する順序が重要である。少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、前段の混和槽で、上記特定の脱水助剤を添加し、次いで、反応槽で、凝集剤、例えば、有機高分子凝集剤を添加し、撹拌すると、次第に、フロックが生成（形成）されるので、十分にフロックを形成させてから、汚泥脱水機による搾液処理を実行する。このフロックの生成（形成）に要する時間は、通常は、５～１５分程度である。
【0036】
このようにして十分にフロックを形成させてから、例えば、スクリュープレス、ベルトプレス又は加圧ろ過により搾液して、脱離液と脱水ケーキとに分離し、脱水ケーキを取り出す。本発明においては、廃棄乳中の油脂分、カルシウムに着目し、少なくとも混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設において、混和槽で、被処理水に、Ｍｐ値がＭｐ≦７０を有する脱水助剤、例えば、植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする脱水助剤を添加し、次いで、反応槽で、被処理水に、凝集剤、例えば、高分子凝集剤を添加して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックを形成させる。
【0037】
次いで、汚泥脱水機で、該フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を除去すると同時に、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下とに分離し、中和槽で、消毒剤の中和も同時に実行する。次いで、該脱離液を生物処理槽（曝気槽）に投入して生物処理を実行する。本発明では、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）の形成と、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下とに分離することが重要であり、これらの条件を全て満たして、はじめて、生物処理槽（曝気槽）による生物処理を効率よく実行することが可能になる。
【0038】
本発明では、後記する実施例に示したように、凝集剤として、約３０種類の市販の凝集剤の中から、特定の市販製品（品番；ＲＢ－ＰＴ、ＰＢ－Ｃ１８０５）を選定したが、本発明では、脱水助剤、凝集剤の選定の中でも、“脱水助剤”の選定が最も重要であり、“凝集剤”については、フロック判定（上澄水、大きさ、硬さ、握り感）で、Ａ～Ｅ：最高ランク～最低ランク、を基準にして、上記特定の脱水助剤に適合する好適な凝集剤を選定して使用すればよい。
【0039】
本発明において、上記フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）の形成と、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下とに分離できない場合は、パーラー廃水を生物処理槽（曝気槽）で生物処理しても、ＢＯＤ容積負担の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果を期待することは困難である。その結果、上澄水の評価、フロックの評価（大きさ、硬さ、握り感）で良好な結果を得ることができず、生物処理槽（曝気槽）による生物処理がうまく行かなくなり、水質汚濁防止法による一般排水基準を満たすようなパーラー廃水の処理方法及びその廃水処理装置を構築することができなくなる。
【発明の効果】
【0040】
本発明により、以下に示すような格別の作用効果が奏される。
（１）本発明では、搾乳機器の洗浄水や消毒剤、搾乳施設の床面を洗い流した水、洗浄排水や、牛の糞尿、廃棄乳などが含まれるパーラー廃水中の、特に、廃棄乳中の油脂分、カルシウムに着目し、これらを生物処理槽（曝気槽）流入前に効率よく除くために、特定の脱水助剤と凝集剤とを併用して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックの形成と、フロック除去／脱水をすること、また、中和槽で消毒剤の中和も同時に行うことにより、生物処理槽（曝気槽）による生物処理を実行することを可能とした。
（２）上記特定の脱水助剤と凝集剤との併用により、パーラー廃水を、水質汚濁防止法による一般排水基準を満たす形で排水することを可能とした。
（３）残渣として発生する含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％の脱水ケーキを堆肥化施設で再利用することが可能である。
（４）パーラー廃水を、効率よく生物処理する方法及びその廃水処理装置（施設）を提供することができる。
（５）本発明により、フロック；大きさが特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）の形成と、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；予想（期待）されるケーキ含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離することができ、原水のＢＯＤを７８％以下に除去することを可能にした。
（６）ＢＯＤ容積負担の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果を期待することができる。
（１）本発明では、搾乳機器の洗浄水や消毒剤、搾乳施設の床面を洗い流した水、洗浄排水や、牛の糞尿、廃棄乳などが含まれるパーラー廃水中の、特に、廃棄乳中の油脂分、カルシウムに着目し、これらを生物処理槽（曝気槽）流入前に効率よく除くために、特定の脱水助剤と凝集剤とを併用して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックの形成と、フロック除去／脱水をすること、また、中和槽で消毒剤の中和も同時に行うことにより、生物処理槽（曝気槽）による生物処理を実行することを可能とした。
（２）上記特定の脱水助剤と凝集剤との併用により、パーラー廃水を、水質汚濁防止法による一般排水基準を満たす形で排水することを可能とした。
（３）残渣として発生する含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％の脱水ケーキを堆肥化施設で再利用することが可能である。
（４）パーラー廃水を、効率よく生物処理する方法及びその廃水処理装置（施設）を提供することができる。
（５）本発明により、フロック；大きさが特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）の形成と、該フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキ；予想（期待）されるケーキ含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離することができ、原水のＢＯＤを７８％以下に除去することを可能にした。
（６）ＢＯＤ容積負担の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果を期待することができる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】混和槽－反応槽－汚泥脱水機－中和槽－生物処理槽を備えた浄化施設を含むパーラー廃水処理装置の処理フローシートを示す。
【図2】曝気槽設置条件及び効果を示す（数値の小さいグラフ：リセルバー脱水）。
【図3】曝気槽設置条件及び効果を示す（数値の小さいグラフ：リセルバー脱水）。
【発明を実施するための形態】
【0042】
次に、実施例に基づいて本発明の実施形態を具体的に説明する。
【実施例1】
【0043】
本実施例において、本発明のパーラー廃水処理に使用する設備について説明する。
パーラー舎から排出される廃棄乳、消毒殺菌剤、洗浄排水、家畜屎尿などで複雑に汚染された廃液であるパーラー廃水のＢＯＤ・ＳＳ負荷低減・脱水及び処理施設として、図１に示す、（パーラー舎→）原水槽→混和槽→反応槽→汚泥脱水機→調整槽→中和槽→生物処理槽→膜処理槽→処理水槽（→排水）を設置した。
パーラー舎から排出される廃棄乳、消毒殺菌剤、洗浄排水、家畜屎尿などで複雑に汚染された廃液であるパーラー廃水のＢＯＤ・ＳＳ負荷低減・脱水及び処理施設として、図１に示す、（パーラー舎→）原水槽→混和槽→反応槽→汚泥脱水機→調整槽→中和槽→生物処理槽→膜処理槽→処理水槽（→排水）を設置した。
【0044】
原水槽は、２４時間で流入する原水を８時間で脱水処理でき得る容量とするために、１槽の容量を、Ｗ２．５φ×Ｌ９．７ｍ×Ｈ１．９ｍ＝３７．８４ｍ３とした。
脱水助剤を添加する混和槽の容量は、５７６リットルで、０．４ｋｗの撹拌機を備えたＳＵＳ製とした。凝集剤（高分子凝集剤）を添加する反応槽の容量は５０４リットルで、０．４ｋｗインバータで制御する撹拌機を備えたＳＵＳ製とした。
脱水助剤を添加する混和槽の容量は、５７６リットルで、０．４ｋｗの撹拌機を備えたＳＵＳ製とした。凝集剤（高分子凝集剤）を添加する反応槽の容量は５０４リットルで、０．４ｋｗインバータで制御する撹拌機を備えたＳＵＳ製とした。
【0045】
汚泥脱水機は、スクリュープレス型の脱水機で、運転時間８ｈ／ｄで、ＢＯＤ除去量１５０ｋｇ／ｄ（残量５０ｋｇ）、ＳＳ除去量２９４ｋｇ／ｄ（残量６ｋｇ）の処理能力とした。脱水助剤の使用量は、対廃水容量１％添加、凝集剤（高分子凝集剤）の使用量は、添加率０．２％溶液を１％とした。流量の調整槽は、８時間（脱水機稼働時間）で流入する脱離液を２４Ｈ／ｄで送水でき得る容積とするために、１槽の容量を、Ｗ２．５φ×Ｌ８．８ｍ×Ｈ２．１ｍ＝３７．６４ｍ３とした。
【0046】
中和槽は、日平均流入量に対し、１５分以上の滞留時間とするために、容量５７６リットルで、ＳＵＳ製とし、１槽の容量を、Ｗ０．８φ×Ｌ０．８ｍ×Ｈ０．９ｍ＝０．５７６ｍ３とした。生物処理槽としての生物処理・膜処理槽は、２４Ｈ／ｄのブロワー間欠運転とし、１槽の容量を、生物処理槽Ｗ２．５φ×Ｌ７．４ｍ×Ｈ２．１ｍ＝３１．４８ｍ３とし、膜処理槽Ｗ２．５φ×Ｌ７．４ｍ×Ｈ２．１ｍ＝３２．０２ｍ３、合計６３．５ｍ３とした。必要膜枚数は、透過流量を０．３５ｍ３／ｍ２として、５０枚／基×４基で、合計２００枚を設置した。
【0047】
処理水槽は、放流ポンプ；５０Ａ×０．７５ｋｗ／１台、返送ポンプ；５０Ａ×０．７５ｋｗ／１台を備え、流入量は、５０ｍ３／ｄとし、必要滞留時間は、日平均流入量に対し、３０分以上の滞留時間とするために、１槽の容量は、Ｗ２．５φ×Ｌ２．６ｍ×Ｈ２．０ｍ＝１０．４４ｍ３とした。
【0048】
生物処理・膜処理槽の、曝気ブロワー、膜ブロワーを運転し、生物処理に必要な酸素量を、以下の式により定めた。
Ｏ２（ｋｇ／日）＝０．５×ＢＯＤ負荷量（ｋｇ／ｄ）・・・（１）＋０．０７×ＭＬＳＳ濃度（ｋｇ／ｍ３）・・・（２）×生物処理槽容量（ｍ３）・・・（３）＋４．６×Ｎ負荷量（ｋｇ／ｄ）・・・（４）
Ｏ２（ｋｇ／日）＝０．５×ＢＯＤ負荷量（ｋｇ／ｄ）・・・（１）＋０．０７×ＭＬＳＳ濃度（ｋｇ／ｍ３）・・・（２）×生物処理槽容量（ｍ３）・・・（３）＋４．６×Ｎ負荷量（ｋｇ／ｄ）・・・（４）
【0049】
ここで、（１）は、ＢＯＤ５０ｋｇ／ｄ、（２）は、Ｎ負荷量（Ｔ－Ｎ）２２．５ｋｇ／ｄとし、Ｏ２（ｋｇ／日）は、０．５×５０ｋｇ＋０．０７×４ｋｇ／ｍ３×６３．５ｍ３＋４．６×２２．５＝１４６．２ｋｇ／日と定めた。
また、必要な空気量（溶解効率５％ １ｍ３／酸素０．２８ｋｇ）は、１４６．２ｋｇ／日÷０．２８ｋｇ／ｍ３÷０．０５＝１０．４４３ｍ３／日＝７．２５ｍ３／ｍｉｎと定めた。
また、必要な空気量（溶解効率５％ １ｍ３／酸素０．２８ｋｇ）は、１４６．２ｋｇ／日÷０．２８ｋｇ／ｍ３÷０．０５＝１０．４４３ｍ３／日＝７．２５ｍ３／ｍｉｎと定めた。
【実施例2】
【0050】
本実施例では、実施例１で設置した、（パーラー舎→）原水槽→混和槽→反応槽→汚泥脱水機→調整槽→中和槽→生物処理槽→膜処理槽→処理水槽（→排水）を使用し、Ｍｐ値がＭｐ≦７０を有する脱水助剤として、“粉砕もみがら”；植物性繊維のもみがらを機械的剪断により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする粉砕もみがら（試料）を用いた。また、以下の実施例では、試料として、上記“粉砕もみがら”と同等の市販製品である「リセルバー」（リセルバー社製、品番；ＭＴ２０００、ＭＴ５０００、ＭＴ７０００）を用いた。これらのリセルバー製品は、主成分の粉砕もみがらの他に、ダンボール粉砕物を添加した製品であり、その含有量の違いによって各品番に分けたものである。
なお、リセルバー製品としては、これらのリセルバー製品の他に、主成分の粉砕もみがらの他に、例えば、むぎわら、わら及び／又はコーンコブの粉砕物を添加した市販製品などが入手可能である。
なお、リセルバー製品としては、これらのリセルバー製品の他に、主成分の粉砕もみがらの他に、例えば、むぎわら、わら及び／又はコーンコブの粉砕物を添加した市販製品などが入手可能である。
【0051】
（１）凝集剤の選定
試験対象物の試料として、パーラー廃水（ＴＳ濃度０．３６％、ｐ１１５．８４、茶白濁色）を使用し、該廃水１００ｍｌに、脱水助剤として、試料（市販製品）のリセルバー（ＭＴ２０００）を０．１％（対廃水容量）添加し、約３０種類の凝集剤（高分子凝集剤など）を各々添加し、反応を確認した。例えば、凝集剤（品番：ＲＢ－ＰＴ）を０．０５ｍｌ、凝集剤（品番：ＲＢ－Ｃ１８０５）を１ｍｌ添加し、フロック判定を行った。
試験対象物の試料として、パーラー廃水（ＴＳ濃度０．３６％、ｐ１１５．８４、茶白濁色）を使用し、該廃水１００ｍｌに、脱水助剤として、試料（市販製品）のリセルバー（ＭＴ２０００）を０．１％（対廃水容量）添加し、約３０種類の凝集剤（高分子凝集剤など）を各々添加し、反応を確認した。例えば、凝集剤（品番：ＲＢ－ＰＴ）を０．０５ｍｌ、凝集剤（品番：ＲＢ－Ｃ１８０５）を１ｍｌ添加し、フロック判定を行った。
【0052】
その結果を、表１に示した。判定条件は、Ａ～Ｅ：最高ランク～最低ランクとした。上澄水の評価が、ＲＢ－ＰＴ及びＲＢ－Ｃ１８０５において、全品番中最良のＡ＋＋＋となったため、約３０種類の凝集剤の中から、凝集剤（ＲＢ－ＰＴ及びＲＢ－Ｃ１８０５）を脱水助剤リセルバー（ＭＴ２０００）の凝集剤（脱水助剤に適合する高分子凝集剤）として選定した。
【0053】
【表1】
【0054】
（２）脱水助剤の選定
次に、脱水助剤として、植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粉砕物の中から、本発明に使用できる特定の粉砕物を選定するために、廃水１００ｍｌに、市販製品（リセルバー社製の「リセルバーＭＴ２０００」、「同ＭＴ５０００」、「同ＭＴ７０００」の３種類）を各々０．１％（対廃水容量）添加し、フロック判定（上澄水、大きさ、硬さ、握り感）及び総合評価を行った。その結果を、表２に示した。判定条件は、Ａ～Ｅ：最高ランク～最低ランクとした。
次に、脱水助剤として、植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粉砕物の中から、本発明に使用できる特定の粉砕物を選定するために、廃水１００ｍｌに、市販製品（リセルバー社製の「リセルバーＭＴ２０００」、「同ＭＴ５０００」、「同ＭＴ７０００」の３種類）を各々０．１％（対廃水容量）添加し、フロック判定（上澄水、大きさ、硬さ、握り感）及び総合評価を行った。その結果を、表２に示した。判定条件は、Ａ～Ｅ：最高ランク～最低ランクとした。
【0055】
上澄水の評価が、全品番で一番の評価は「同ＭＴ５０００」であったが、表２の結果からみて、「同ＭＴ２０００」の評価でも十分と判断し、脱水助剤として、「リセルバーＭＴ２０００」を選定した。そこで、本実施例の以下の脱水試験では、脱水助剤として、植物性繊維のもみがらを機械的剪断により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする粉砕物（試料）と同等の市販製品の「リセルバー（ＭＴ２０００）」を使用することとした。
【0056】
【表2】
【0057】
（３）脱水試験
廃水８００ｍｌに、脱水助剤の「リセルバー（ＭＴ２０００）」を添加し、凝集剤（品番：ＲＢ－ＰＴ）０．４ｍｌ、凝集剤（品番：ＲＢ－Ｃ１８０５）８ｍｌを添加してフロックを形成させた。次いで、フロックをスクリュープレス脱水機を備えた脱水試験機に投入し、脱水試験を行い、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキに分離し、分離した脱水ケーキの含水率を測定した。その結果を、表３に示した。上記特定の脱水助剤と凝集剤を併用することによって、脱水ケーキ含水率は、５５％以下の５４．５４％であった。添加率は、対廃水容量に対するものとした。
廃水８００ｍｌに、脱水助剤の「リセルバー（ＭＴ２０００）」を添加し、凝集剤（品番：ＲＢ－ＰＴ）０．４ｍｌ、凝集剤（品番：ＲＢ－Ｃ１８０５）８ｍｌを添加してフロックを形成させた。次いで、フロックをスクリュープレス脱水機を備えた脱水試験機に投入し、脱水試験を行い、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキに分離し、分離した脱水ケーキの含水率を測定した。その結果を、表３に示した。上記特定の脱水助剤と凝集剤を併用することによって、脱水ケーキ含水率は、５５％以下の５４．５４％であった。添加率は、対廃水容量に対するものとした。
【0058】
【表3】
【0059】
（４）脱離液の水質分析
原水（脱水前の廃水）と、上記脱水試験でフロックを除去した脱離液（“リセルバー脱水脱離液”と記載することがある）のＢＯＤ値をＢＯＤ計で測定した。その結果を、表４に示した。上記脱水助剤と特定の凝集剤を併用することによって、ＢＯＤ値（生物学的酸素要求量）は、７８．４％の除去が確認された。図２に、生物処理槽（曝気槽）設置条件について試験した結果を示した。図より、ＢＯＤ容量負荷の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果が期待できることが判明した。
原水（脱水前の廃水）と、上記脱水試験でフロックを除去した脱離液（“リセルバー脱水脱離液”と記載することがある）のＢＯＤ値をＢＯＤ計で測定した。その結果を、表４に示した。上記脱水助剤と特定の凝集剤を併用することによって、ＢＯＤ値（生物学的酸素要求量）は、７８．４％の除去が確認された。図２に、生物処理槽（曝気槽）設置条件について試験した結果を示した。図より、ＢＯＤ容量負荷の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果が期待できることが判明した。
【0060】
【表4】
【0061】
（５）まとめ
上記脱水試験によって、ＢＯＤ値が４．５６０ｍｇ／ｌの原水から、ＢＯＤ値が７８．４％除去され、ＢＯＤ値が９８５ｍｇ／ｌの脱水脱離液となった。また、上記特定の脱水助剤と凝集剤とを用いた脱水試験によって、脱水ケーキの含水率は、５４．５４％となった。上記脱水試験により、好適な脱水助剤は、「リセルバー、品番；ＭＴ２０００」で、添加率は０．１％以下（対廃水容量）であるという結果が得られた。
上記脱水試験によって、ＢＯＤ値が４．５６０ｍｇ／ｌの原水から、ＢＯＤ値が７８．４％除去され、ＢＯＤ値が９８５ｍｇ／ｌの脱水脱離液となった。また、上記特定の脱水助剤と凝集剤とを用いた脱水試験によって、脱水ケーキの含水率は、５４．５４％となった。上記脱水試験により、好適な脱水助剤は、「リセルバー、品番；ＭＴ２０００」で、添加率は０．１％以下（対廃水容量）であるという結果が得られた。
【0062】
また、好適な凝集剤は、品番；ＲＢ－ＰＴ及びＲＢ－Ｃ１８０５で、添加率は、ＲＢ－ＰＴが０．０５％、ＲＢ－Ｃ１８０５が１％（０．２％水溶液）であった（廃水処理量１ｍ３に対する使用量は、ＲＢ－ＰＴが０．７２５ｋｇ、ＲＢ－Ｃ１８０５が０．０２ｋｇ）という結果が得られた。
【0063】
上澄水の評価；濁→透明、フロックの評価；“大きさ”；フロックできない、小（φ３ｍｍ以下）、中（φ３～５ｍｍ）、大（φ５～１０ｍｍ）、特大（φ１０ｍｍ以上）、“硬さ”；柔→硬、“握り感”；握れない→しっかり握れる、Ｅ～Ａランクの評価、予想（期待）されるケーキ含水率の評価の結果をまとめて、表５に示した。上記脱水試験により、ＢＯＤ値、上澄水の評価、フロックの評価、ランク評価及びケーキ含水率の評価の結果から、本発明により、有害物質が含まれる不溶物が凝集したフロックを容易に除去することが可能となり、浄化された液相を河川に廃棄（排水）できる程度に浄化できることが確認された。また、本発明では、Ｍｐ≦５５の脱水助剤を用いた場合に限らず、Ｍｐ＝５５～７０の脱水助剤を用いた場合にも、Ｍｐ≦５５の脱水助剤を用いた場合と同様に、ＢＯＤ値、上澄水の評価、フロックの評価及びケーキ含水率の結果から、有害物質が含まれる不溶物が凝集したフロックを容易に除去することが可能となり、浄化された液相を河川に廃棄できる程度に浄化できることが確認された。
【0064】
【表5】
【実施例3】
【0065】
本実施例では、上記特定の脱水助剤として、粉砕もみがら；植物性繊維のもみがらを機械的剪断により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする粉砕もみがら、を用いた。また、以下の実施例では、試料として、上記“粉砕もみがら”と同等の市販製品である「リセルバー」（リセルバー社製、品番；ＭＴ２０００など）を用いた。
【0066】
（１）凝集剤の選定
パーラー廃水（ＴＳ濃度１．９２％、ｐＨ４．５６、白黄濁色）１００ｍｌに、脱水助剤として、試料（市販製品）の「リセルバー（ＭＴ２０００）」を０．１％（対廃水容量）添加し、約３０種類の高分子凝集剤（０．２％水溶液）を各々添加し、反応を確認した。その結果を、表６に示した。反応を確認したところ、フロック判定での上澄水の評価がＲＢ－Ｃ１８０５において、全品番中最良のＡ～Ａ＋となったため、約３０種類の高分子凝集剤の中から、凝集剤（ＲＢ－Ｃ１８０５）を脱水助剤リセルバー（ＭＴ２０００）の適合高分子凝集剤として選定した。
パーラー廃水（ＴＳ濃度１．９２％、ｐＨ４．５６、白黄濁色）１００ｍｌに、脱水助剤として、試料（市販製品）の「リセルバー（ＭＴ２０００）」を０．１％（対廃水容量）添加し、約３０種類の高分子凝集剤（０．２％水溶液）を各々添加し、反応を確認した。その結果を、表６に示した。反応を確認したところ、フロック判定での上澄水の評価がＲＢ－Ｃ１８０５において、全品番中最良のＡ～Ａ＋となったため、約３０種類の高分子凝集剤の中から、凝集剤（ＲＢ－Ｃ１８０５）を脱水助剤リセルバー（ＭＴ２０００）の適合高分子凝集剤として選定した。
【0067】
【表6】
【0068】
（２）脱水助剤の選定
次に、脱水助剤として、植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粉砕物の中から、本発明に使用できる特定の粉砕物を選定するために、パーラー廃水１００ｍｌに、市販製品（リセルバー社製の「リセルバーＭＴ２０００」、「同ＭＴ５０００」、「同ＭＴ７０００」の３種類）を各々０．１％（対廃水容量）添加し、フロック判定を行った。その結果を、表７に示した。反応を確認したところ、フロック判定（上澄水、大きさ、硬さ、握り感）で、上澄水の評価が全品番で一番の評価のＡ～Ａ＋となったため、脱水助剤として、「ＭＴ２０００」を選定した。
次に、脱水助剤として、植物性繊維を機械的剪断により粉砕した粉砕物の中から、本発明に使用できる特定の粉砕物を選定するために、パーラー廃水１００ｍｌに、市販製品（リセルバー社製の「リセルバーＭＴ２０００」、「同ＭＴ５０００」、「同ＭＴ７０００」の３種類）を各々０．１％（対廃水容量）添加し、フロック判定を行った。その結果を、表７に示した。反応を確認したところ、フロック判定（上澄水、大きさ、硬さ、握り感）で、上澄水の評価が全品番で一番の評価のＡ～Ａ＋となったため、脱水助剤として、「ＭＴ２０００」を選定した。
【0069】
そこで、本実施例の以下の脱水試験では、脱水助剤として、植物性繊維のもみがらを機械的剪断力により粉砕した粒径１～１００μｍの粉砕物を主成分とする粉砕物（試料）と同等の市販製品である「リセルバー（ＭＴ２０００）」を使用することとした。
【0070】
【表7】
【0071】
（３）脱水試験
パーラー廃水５００ｍｌに、脱水助剤の「リセルバー（ＭＴ２０００）」を０．１０％（対廃水容量）添加し、凝集剤（品番：ＲＢ－Ｃ１８０５）を３０ｍｌ添加してフロックを形成させた。次いで、フロックを試験機（加圧面積８１ｃｍ２、圧力・保持時間可変）に投入し、脱水試験を行い、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキに分離し、分離した脱水ケーキの含水率の測定を行った。脱水加圧・保持時間は、スクリュープレス脱水機を使用した。その結果を、表８に示した。上記特定の脱水助剤と凝集剤を併用することによって、脱水ケーキ含水率は、５５％以下の３５．６０％であった。
パーラー廃水５００ｍｌに、脱水助剤の「リセルバー（ＭＴ２０００）」を０．１０％（対廃水容量）添加し、凝集剤（品番：ＲＢ－Ｃ１８０５）を３０ｍｌ添加してフロックを形成させた。次いで、フロックを試験機（加圧面積８１ｃｍ２、圧力・保持時間可変）に投入し、脱水試験を行い、フロックを除去した脱離液と、脱水ケーキに分離し、分離した脱水ケーキの含水率の測定を行った。脱水加圧・保持時間は、スクリュープレス脱水機を使用した。その結果を、表８に示した。上記特定の脱水助剤と凝集剤を併用することによって、脱水ケーキ含水率は、５５％以下の３５．６０％であった。
【0072】
【表8】
【0073】
（４）脱離液の水質分析
原水（脱水前の廃水）と、上記脱水試験でフロックを除去した脱離液（“リセルバー脱水脱離液”と記載することがある）のＢＯＤ値をＢＯＤ計で測定した。その結果を、表９に示した。上記特定の脱水助剤と凝集剤を併用することによって、原水のＢＯＤ値（１２，３００ｍｇ／ｌ）からＢＯＤ値７８．８％が除去され、ＢＯＤ値が２，７００ｍｇ／ｌの脱離液が得られた。図３に、生物処理槽（曝気槽）設置条件について試験した結果を示した。図より、ＢＯＤ容量負荷の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果が期待できることが判明した。
原水（脱水前の廃水）と、上記脱水試験でフロックを除去した脱離液（“リセルバー脱水脱離液”と記載することがある）のＢＯＤ値をＢＯＤ計で測定した。その結果を、表９に示した。上記特定の脱水助剤と凝集剤を併用することによって、原水のＢＯＤ値（１２，３００ｍｇ／ｌ）からＢＯＤ値７８．８％が除去され、ＢＯＤ値が２，７００ｍｇ／ｌの脱離液が得られた。図３に、生物処理槽（曝気槽）設置条件について試験した結果を示した。図より、ＢＯＤ容量負荷の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果が期待できることが判明した。
【0074】
【表9】
【0075】
（５）まとめ
上記脱水試験によって、ＢＯＤ値が１２．３００ｍｇ／ｌの原水から、ＢＯＤ値が７８％除去され、ＢＯＤ値が２，７００ｍｇ／ｌｍｐ脱水脱離水となった。上記特定の脱水助剤と凝集剤とを併用することによって、脱水ケーキの含水率は、３５．６％となった。上記脱水試験により、好適な脱水助剤は、「リセルバー、品番；ＭＴ２０００」で、添加率は０．１％以下；廃水処理量１ｍ３に対し、１ｋｇ以下使用（対廃水容量）であった。また、好適な凝集剤の品番は、ＲＢ－Ｃ１８０５で、添加率は、６％；廃水処理量１ｍ３に対し、０．１２ｋｇ使用（０．２％水溶液）であった。
上記脱水試験によって、ＢＯＤ値が１２．３００ｍｇ／ｌの原水から、ＢＯＤ値が７８％除去され、ＢＯＤ値が２，７００ｍｇ／ｌｍｐ脱水脱離水となった。上記特定の脱水助剤と凝集剤とを併用することによって、脱水ケーキの含水率は、３５．６％となった。上記脱水試験により、好適な脱水助剤は、「リセルバー、品番；ＭＴ２０００」で、添加率は０．１％以下；廃水処理量１ｍ３に対し、１ｋｇ以下使用（対廃水容量）であった。また、好適な凝集剤の品番は、ＲＢ－Ｃ１８０５で、添加率は、６％；廃水処理量１ｍ３に対し、０．１２ｋｇ使用（０．２％水溶液）であった。
【0076】
［上澄水の評価と、フロックの評価及びケーキ含水率の評価］
上澄水の評価；濁→透明、フロックの評価；“大きさ”；フロックできない、小（φ３ｍｍ以下）、中（φ３～５ｍｍ）、大（φ５～１０ｍｍ）、特大（φ１０ｍｍ以上）、“硬さ”；柔→硬、“握り感”、Ｅ～Ａランクの評価、予想（期待）されるケーキ含水率の評価の結果をまとめて、表１０に示した。上記脱水試験によって、上澄水は、透明（フロックの大きさは、特大（φ１０ｎｍ以上））であり、脱水ケーキの含水率は５５％以下の３５．６％であった。また、本発明では、Ｍｐ≦５５の脱水助剤を用いた場合に限らず、Ｍｐ＝５５～７０の脱水助剤を用いた場合にも、上澄水は、ほぼ透明（フロックの大きさは、大（φ５～１０ｎｍ）であり、脱水ケーキの含水率は５５～７０％の範囲であり、浄化された液相を河川に廃棄できる程度に浄化できることが確認された。
上澄水の評価；濁→透明、フロックの評価；“大きさ”；フロックできない、小（φ３ｍｍ以下）、中（φ３～５ｍｍ）、大（φ５～１０ｍｍ）、特大（φ１０ｍｍ以上）、“硬さ”；柔→硬、“握り感”、Ｅ～Ａランクの評価、予想（期待）されるケーキ含水率の評価の結果をまとめて、表１０に示した。上記脱水試験によって、上澄水は、透明（フロックの大きさは、特大（φ１０ｎｍ以上））であり、脱水ケーキの含水率は５５％以下の３５．６％であった。また、本発明では、Ｍｐ≦５５の脱水助剤を用いた場合に限らず、Ｍｐ＝５５～７０の脱水助剤を用いた場合にも、上澄水は、ほぼ透明（フロックの大きさは、大（φ５～１０ｎｍ）であり、脱水ケーキの含水率は５５～７０％の範囲であり、浄化された液相を河川に廃棄できる程度に浄化できることが確認された。
【0077】
【表10】
【産業上の利用可能性】
【0078】
以上詳述したとおり、本発明は、パーラー廃水の処理方法及びその廃水処理装置に係るものであり、本発明は、１）搾乳機器の洗浄水や消毒剤、搾乳施設の床面を洗い流した水、洗浄排水や、牛の糞尿、廃棄乳などが含まれるパーラー廃水中の、特に、廃棄乳中の油脂分、カルシウムに着目し、これらを曝気槽流入前に効率よく除くために、Ｍｐ値がＭｐ≦７０、より詳しくは、Ｍｐ≦５５乃至Ｍｐ＝５５～７０を有する特定の脱水助剤と凝集剤とを併用して、廃棄乳中の油脂分とカルシウムを包接したフロックの形成と、フロック除去／脱水をすること、また、中和槽で消毒剤の中和も同時に行うことにより、生物処理槽（曝気槽）による生物処理を実行可能とした、２）上記特定の脱水助剤と凝集剤との併用により、パーラー廃水を、水質汚濁防止法による一般排水基準を満たす形で排水することを可能とした、３）残渣として発生する脱水ケーキを堆肥化施設で再利用することが可能である、４）パーラー廃水を、効率よく生物処理する方法及びその廃水処理装置（施設）を提供することができる、５）本発明により、フロック；特大（φ１０ｍｍ以上）～大（φ５～１０ｍｍ）を除去した脱離液と、脱水ケーキ；含水率７０％以下、より詳しくは、含水率５５％以下乃至５５～７０％とに分離することができ、原水のＢＯＤを７８％以下に除去することを可能にした、６）ＢＯＤ容積負担の低減、汚泥発生量の抑制及び必要酸素量の削減による安定した水処理効果を期待することができる、という産業上の利用可能性を有するものである。
【図1】
【図2】
【図3】