JP2000084590A - 排水処理方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビール工場排水中の有機物の除去効率を向上
させることができる排水処理方法および装置を提供する
ことを目的とする。 【解決手段】 本発明の排水処理方法は、ビール工場で
排出されたビール工場排水を嫌気性処理および活性汚泥
処理する排水処理方法において、嫌気性処理及び活性汚
泥処理したビール工場排水にオゾンを供給してオゾン処
理するオゾン処理工程と、オゾン処理した生物処理排水
を生物活性炭層に通水することにより生物活性炭処理す
る生物活性炭処理工程とを含む構成である。この場合、
嫌気性処理及び活性汚泥処理によりビール工場排水中の
有機物の大部分が除去されるので、オゾン処理及び生物
活性炭処理の負担が軽減される。また、嫌気性処理及び
活性汚泥処理では除去されにくい色度成分等がオゾン処
理され、後段の生物活性炭層で容易に生物分解されるよ
うになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排水処理方法およ
び装置に係り、より詳細には、ビール工場で排出された
ビール工場排水を高度処理する排水処理方法および装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビール工場で行われるビールの製造工程
においては、ビールをタンク内に貯蔵する工程や、ビー
ルを詰めるためのビンや缶等を洗浄する工程等があり、
このタンクやビンの洗浄に使用された水は、ビール工場
排水として排出される。このビール工場排水は、臭味や
色度成分等、種々の有機物を有するのが通常である。こ
のため、ビール工場排水を処理する排水処理方法とし
て、従来から、ビール工場排水を微生物等により嫌気性
処理した後に活性汚泥処理する方法が一般的に採用さ
れ、ビール工場排水中の有機物の分解・除去が図られて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の嫌気性処理および活性汚泥処理だけでは、ビー
ル工場排水中にある程度有機物が残存する場合があっ
た。

【０００４】そこで、本発明は、上記事情に鑑み、ビー
ル工場排水中の有機物の除去効率を向上させることがで
きる排水処理方法および装置を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するため、鋭意検討した結果、ビール工場排水中
の有機物の大部分は、嫌気性処理および活性汚泥処理で
除去できるものの、色度成分等の有機物は、嫌気性処理
及び活性汚泥処理では除去されにくくなっており、その
結果として、ビール工場排水中に有機物がある程度残存
する場合があることを見い出した。

【０００６】そこで、上記嫌気性処理および活性汚泥処
理では除去しにくい有機物を十分に除去し、ビール工場
排水中の有機物の除去効率を向上させるため、種々の検
討を行った。

【０００７】例えば、特開平８−２４８８２号公報、特
開昭５４−９９３４４号公報について考慮し、ビール工
場排水の最適な処理方法について検討した。まず、特開
平８−２４８８２号公報に記載の排水処理方法は、排水
をオゾン処理した後、生物活性炭処理するものである。
ここで、本発明者らは、同公報に記載の排水処理方法に
おいて、排水をビール工場排水とし、このビール工場排
水を直接的にオゾン処理および生物活性炭処理すること
を検討した。しかし、この方法では、ビール工場排水中
に有機物が多く存在し、オゾン処理および生物活性炭処
理にかかる負担が大きくなるおそれがあることを見出し
た。即ち、オゾン処理においてオゾンを多量に供給する
必要があるか、又は生物活性炭処理において生物活性炭
に大きな負担がかかるおそれがあり、その結果、ビール
工場排水中の有機物の除去効率が低下するおそれがあ
る。

【０００８】また、特開昭５４−９９３４４号公報に記
載の排水処理方法は、生物学的に処理した排水をオゾン
処理した後、生物活性炭処理するものである。ここで、
本発明者らは、同公報に記載の排水処理方法において、
排水をビール工場排水とし、生物処理したビール工場排
水をオゾン処理した後、生物活性炭処理することを検討
した。しかし、この方法では、生物処理の種類によって
は、ビール工場排水中の有機物を十分除去できないおそ
れがある。従って、この場合、オゾン処理および生物活
性炭処理にかかる負担が大きくなり、その結果、ビール
工場排水中の有機物の除去効率が低下するおそれがある
ことを見い出した。

【０００９】以上の事情を考慮して、本発明者らは、本
発明を完成させた。即ち、本発明は、ビール工場で排出
されたビール工場排水を嫌気性処理および活性汚泥処理
する排水処理方法において、嫌気性処理及び活性汚泥処
理したビール工場排水にオゾンを供給してオゾン処理す
るオゾン処理工程と、オゾン処理した生物処理排水を生
物活性炭層に通水することにより生物活性炭処理する生
物活性炭処理工程とを含むことを特徴とする。

【００１０】この構成によれば、嫌気性処理及び活性汚
泥処理によりビール工場排水中の有機物の大部分が除去
されるので、後段のオゾン処理及び生物活性炭処理では
残りのわずかな有機物を除去するだけで済み、オゾン処
理及び生物活性炭処理の負担が軽減される。また、嫌気
性処理及び活性汚泥処理では除去されにくい色度成分等
がオゾン処理される。ここで、色度成分等は、通常不飽
和結合を有し、オゾンのもつ酸化力により酸化・分解さ
れて脱色され、親水性の水酸基を有する有機物となり、
後段の生物活性炭層で容易に生物分解されるようにな
る。

【００１１】また、ビール工場で排出されたビール工場
排水を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、ビール工場排水
を活性汚泥処理してオゾン処理槽に送り出す活性汚泥処
理槽とを備える排水処理装置において、嫌気性処理及び
活性汚泥処理したビール工場排水にオゾンを供給してオ
ゾン処理するオゾン処理槽と、オゾン処理した生物処理
排水が通水され、生物活性炭処理する生物活性炭層を有
する生物活性炭処理槽とを備えることを特徴とする。こ
の構成の排水処理装置によれば、上述した排水処理方法
を有効に実施できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による排
水処理装置の好適な実施形態について詳細に説明する。
本発明では、ビール工場で排出されたビール工場排水が
処理対象排水となる。ここで、ビール工場排水とは、ビ
ールを貯蔵するタンク内の洗浄やビールを詰めるビンや
缶の洗浄に使用されて、ビール工場から排出される排水
のことをいう。

【００１３】図１は、このビール工場排水を処理する排
水処理装置の実施形態を示すフローシートである。図１
に示すように、排水処理装置１０は、ビール工場排水中
の有機物を嫌気性条件下で分解処理する嫌気性処理槽１
を備えており、嫌気性処理槽１には、ビール工場排水を
流入するためのラインＬ１が接続されている。嫌気性処
理槽１は、ラインＬ２を介して活性汚泥処理槽２に接続
され、嫌気性処理されたビール工場排水がラインＬ２を
通して活性汚泥処理槽２内に流入されるようになってい
る。活性汚泥処理槽２内には、ビール工場排水中の有機
物を好気性条件下で分解等する活性汚泥が含まれてい
る。

【００１４】活性汚泥処理槽２は、ラインＬ３を介して
オゾン処理槽３に接続され、嫌気性処理及び活性汚泥処
理されたビール工場排水がラインＬ３を通してオゾン処
理槽３内に流入されるようになっている。オゾン処理槽
３は、内部に嫌気性処理及び活性汚泥処理されたビール
工場排水４を貯留しており、このビール工場排水４中に
浸漬されてオゾンガスを散気供給する散気管５を備えて
いる。この散気管５からはオゾンガス供給ラインＬ４が
延びており、その先端には、オゾンガス発生装置６が接
続されている。オゾンガスは、ビール工場排水４中に微
量ながら残留する有機物と反応し、有機物の分解等を行
うものである。なお、有機物との反応に寄与しない余剰
オゾンガスは、オゾン処理槽３から排出されて、排オゾ
ン処理装置７で分解処理された後、大気中に排出される
ようになっている。

【００１５】オゾン処理槽３は、ラインＬ５を介して滞
留槽８に接続され、オゾン処理されたビール工場排水４
がラインＬ５を通して滞留槽８に流入されるようになっ
ている。滞留槽８は、内部に２つの貯留室１１ａ、１１
ｂを形成する仕切り板９を備えている。一方の貯留室１
１ａにはオゾン処理されたビール工場排水４が流入さ
れ、仕切り板９の上端まで上昇され、ビール工場排水４
の水位が仕切り板９の上端まで達したときにビール工場
排水４がもう一方の貯留室１１ｂに流入されるようにな
っている。

【００１６】滞留槽８は、ラインＬ６を介して生物活性
炭処理槽１３の上部に接続され、ラインＬ６にはポンプ
１２が設けられている。このため、滞留槽８の貯留室１
１ｂ内に貯留されるビール工場排水４がポンプ１２によ
りくみ上げられてラインＬ６を通して生物活性炭処理槽
１３内に流入されるようになっている。生物活性炭処理
槽１３は、生物活性炭層１４を収容し、生物活性炭層１
４は、多数の生物活性炭を充填して構成されている。こ
こで、生物活性炭とは、活性炭に微生物が付着したもの
をいう。

【００１７】生物活性炭処理槽１３は、ラインＬ７を介
して処理槽１５に接続されている。処理水槽１５内の排
水は、浄化水として排水処理装置１０から排出されるよ
うになっている。処理槽１５内の排水は、生物活性炭処
理槽１３内の生物活性炭層１４でろ過差圧が増加した場
合にろ過差圧を減少させるため、生物活性炭層１４の逆
洗に使用されるものである。処理槽１５は、ラインＬ８
を介して生物活性炭吸着塔１３の下部に接続され、ポン
プ１６により逆洗水として生物活性炭処理槽１３の下部
から流入され、逆洗により生物活性炭層１４を通過した
逆洗水は、逆洗排水としてラインＬ９を通して生物活性
炭処理槽１３の上部から排出されるようになっている。

【００１８】次に、前述した構成の排水処理装置１０に
おける排水処理方法について説明する。

【００１９】まず、ビール工場排水は、ラインＬ１を通
して嫌気性処理槽１内に流入され、この嫌気性処理槽１
内において、嫌気性条件下で嫌気性処理され、ビール工
場排水中の有機物が分解される。次に、嫌気性処理され
たビール工場排水は、ラインＬ２を通して活性汚泥処理
槽２に流入される。ここで、嫌気性処理されたビール工
場排水の有機物が、好気性条件下、活性汚泥により分解
される。

【００２０】そして、嫌気性処理及び活性汚泥処理され
たビール工場排水は、ラインＬ３を通してオゾン処理槽
３に流入される。オゾン処理槽３内では、オゾン発生装
置６で発生されるオゾンガスがオゾンガス供給ラインを
通して散気管５に送られ、散気管５でオゾンガスが散気
されてビール工場排水に供給される。

【００２１】このとき、嫌気性処理及び活性汚泥処理に
よりビール工場排水中の有機物の大部分が既に除去され
ているので、後段のオゾン処理及び生物活性炭処理では
残りのわずかな有機物を除去するだけで済み、オゾン処
理及び生物活性炭処理の負担が軽減され、ひいては排水
処理能力が向上する。すなわち、オゾン処理においては
オゾンの供給量が少なくて済むか、又は生物活性炭処理
において、生物活性炭に要する負荷が軽減される。

【００２２】また、オゾン処理槽３においては、嫌気性
処理及び活性汚泥処理では除去されにくいためにビール
工場排水４中に微量ながら残存する色度成分等がオゾン
処理される。ここで、色度成分等は、通常不飽和結合
（二重結合）を有し、オゾンのもつ酸化力により酸化・
分解されて脱色され、親水性の水酸基を有する有機物と
なり、後述する生物活性炭層で容易に生物分解されるよ
うになる（オゾン処理工程）。

【００２３】その後、オゾン処理されたビール工場排水
４は、滞留槽８の貯留室１１ａに流入され、仕切り板９
の上端まで上昇される。この間、ビール工場排水４中の
有機物が、残存するオゾンと反応し、生物活性炭層１４
の生物活性炭の微生物を死滅させるオゾンガスが十分減
少される。そして、ビール工場排水４の水位が仕切り板
９の上端まで達したときにオゾンが十分低減されたビー
ル工場排水４がもう一方の貯留室１１ｂに流入される。

【００２４】そして、ビール工場排水４は、ラインＬ６
を通してポンプ１２によりくみ上げられ、生物活性炭処
理槽１３の上部から流入される。そして、ビール工場排
水４が生物活性炭層１４に通水され、この生物活性炭層
１４において、オゾン処理では除去しきれない色度成分
等の有機物が生物活性炭の細孔表面に吸着され、この有
機物は生物活性炭の作用により分解される。このとき、
色度成分の脱色により親水性の水酸基を有するようにな
った有機物は、生物活性炭層１４において容易に生物分
解される（生物活性炭処理工程）。

【００２５】ここで、生物活性炭によって吸着除去され
る色度成分等の有機物は、数週間で飽和状態に近づき、
有機物の除去能力は低下していく。通常の活性炭吸着法
では、ここで活性炭を交換するが、生物活性炭法では、
そのままビール工場排水の通水を続行する。このとき、
活性炭表面において微生物が増殖し、細孔表面上の色度
成分等の有機物が分解・除去されるようになる。すなわ
ち、微生物による再生が行われるようになる。生物活性
炭法では、微生物による再生と、再生された活性炭によ
る吸着除去が同時並行して行われる。このため、オゾン
処理されたビール工場排水を長期間通水しても生物活性
炭の交換は不要であり、生物活性炭を長期間使用するこ
とができる。

【００２６】このように嫌気性処理及び活性汚泥処理で
有機物の大部分が除去され、その上、嫌気性処理及び活
性汚泥処理では除去されにくい色度成分等の有機物がオ
ゾン処理及び生物活性炭処理で十分に除去されることと
なる。この結果、ビール工場排水中の有機物の除去効率
が向上することとなる。

【００２７】以下、本発明の内容を実施例により更に具
体的に説明する。

【００２８】

【実施例】（実施例１）排水処理装置としては、図１に
示す装置を用いた。処理対象排水としては、ビール工場
排水を用いた。ここで、オゾン処理槽３は、気液向流式
のものとし、滞留槽８においてはオゾン処理された生物
処理排水４中の残存有機物とオゾンとを反応させ、滞留
時間は５〜４５分程度であった。こうしてオゾンを十分
に低減させた生物処理排水４を生物活性炭処理槽１３に
供給した。また、オゾン処理槽３に流入される生物処理
排水４の処理流量は、７ｍｌ／ｍｉｎとした。また、生
物活性炭処理槽１３において、活性炭の重量、カラム内
径、層高、ＳＶ及びＬＶはそれぞれ表１に示す値に設定
した。

【００２９】

【表１】 そして、ビール工場排水を嫌気性処理槽１で嫌気性処理
した後、活性汚泥処理槽２で活性汚泥処理し、この嫌気
性処理及び活性汚泥処理した排水について、オゾン処
理、及び生物活性炭処理（以下、ＢＡＣ処理という）を
行った。オゾン処理においては、消費されるオゾン量
（排水体積中のオゾン消費量の割合）が４、１１、２０
ｍｇ／Ｌとなるようにし、オゾンによるＴＯＣ除去率、
ＣＯＤ除去率及び色度除去率を調べた。その結果を図２
〜図４に示す。

【００３０】ＴＯＣ、ＣＯＤ除去率については、図２及
び図３に示すように、消費オゾン量を４ｍｇ／Ｌとする
単純ＢＡＣ処理においてＴＯＣ、ＣＯＤの除去率が約１
０％であった。そして、消費オゾン量を増加していく
と、ＴＯＣ、ＣＯＤ除去率は最大で約３５％となった。
このとき、消費オゾン量を増加させると、オゾン処理に
よるＴＯＣ、ＣＯＤ除去率が増加したが、ＢＡＣ処理に
よるＣＯＤ除去率は低下した。このことから、オゾン酸
化によって有機物分子の酸素含有量が増加したためにＣ
ＯＤ値が減少し、ＣＯＤ除去率が増加すると考えられ
る。また、ＴＯＣ値は、有機物の構造中の酸素に影響し
ないため、ＴＯＣ除去率に大きな変化がなかったものと
考えられる。一般に親水基の多い有機物は生物分解され
やすい傾向にあるが、オゾン処理の結果、後段のＢＡＣ
処理においてＴＯＣ除去率が増加したものと考えられ
る。この排水において、ＣＯＤ成分の除去にはオゾン処
理が有効であり、また、ＴＯＣの除去には、後段のＢＡ
Ｃ処理の寄与が大きいことが分かった。

【００３１】色度については、図４に示すように、オゾ
ン処理及びＢＡＣ処理により、図４に示す消費オゾン量
の範囲内において、最大約７５％の色度除去率が得られ
た。また、オゾン処理による色度除去が大半を占めたこ
とが分かった。これは、色度が溶存有機物の不飽和結合
に起因するものであり、オゾン処理による不飽和結合の
開裂が大きな原因と考えられる。

【００３２】なお、ビール工場排水中の有機物は、活性
炭に対する吸着性が悪く、通常の活性炭吸着処理では約
０．０２ｋｇＣＯＤ_Mn／ｋｇ活性炭の吸着量であるが、
生物活性炭法では、２４０日通水しても生物活性炭の交
換は不要で更に長期間使用できることが分かった。２４
０日目の吸着量は、０．２ｋｇＣＯＤ_Mn／ｋｇ活性炭で
あった。

【００３３】以上のことから、ビール工場排水を嫌気性
処理した後に活性汚泥処理し、この排水を更にオゾン処
理及びＢＡＣ処理することにより、ＴＯＣ、ＣＯＤ及び
色度の除去率が増加することが分かった。この結果、ビ
ール工場排水中の有機物が十分低減され、臭味の除去や
脱色が効果的に行われることが分かった。特に、この排
水処理方法によると、色度成分の除去効率が極めて高
く、ビール工場排水のような有色の排水の処理に適して
いることが分かった。

【００３４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、嫌
気性処理及び活性汚泥処理によりビール工場排水中の有
機物の大部分が除去されるので、オゾン処理及び生物活
性炭処理での負担が軽減される。また、嫌気性処理及び
活性汚泥処理では除去されにくい色度成分等がオゾン処
理され、生物活性炭層で容易に生物分解される。従っ
て、オゾン処理及び生物活性炭処理において、嫌気性処
理及び活性汚泥処理では除去されにくい有機物が十分に
除去され、ビール工場排水中の有機物の除去効率が向上
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の排水処理装置の一実施形態を示すフロ
ーシートである。

【図２】実施例１に係る消費オゾン量に対するＴＯＣ除
去率の関係を示すグラフである。

【図３】実施例１に係る消費オゾン量に対するＣＯＤ除
去率の関係を示すグラフである。

【図４】実施例１に係る消費オゾン量に対する色度除去
率の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１…嫌気性処理槽、２…活性汚泥処理槽、３…オゾン処
理槽、１３…生物活性炭処理槽、１４…生物活性炭層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２ Ｃ０２Ｆ 9/00 ５０２Ｒ ５０４ ５０４Ａ 1/28 1/28 Ｄ 1/78 1/78 3/30 3/30 Ｂ (72)発明者 加藤 明徳 神奈川県平塚市夕陽ヶ丘63番30号 住友重 機械工業株式会社平塚事業所内 (72)発明者 高橋 勝俊 東京都墨田区吾妻橋１−23−１ アサヒビ ール株式会社エンジニアリング部内 (72)発明者 竹内 雍 神奈川県川崎市多摩区東三田１−１−１ 明治大学内 (72)発明者 望月 和博 神奈川県川崎市多摩区東三田１−１−１ 明治大学内 (72)発明者 田原 智徳 神奈川県川崎市多摩区東三田１−１−１ 明治大学内 Ｆターム(参考） 4D024 AA04 AA10 AB02 AB04 BA02 BB07 BC01 DB14 DB15 DB16 DB24 4D040 BB01 BB51 4D050 AA13 AB03 AB04 AB07 AB11 BB02 CA06 CA17 CA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ビール工場で排出されたビール工場排水
   を嫌気性処理および活性汚泥処理する排水処理方法にお
   いて、 嫌気性処理及び活性汚泥処理した前記ビール工場排水に
   オゾンを供給してオゾン処理するオゾン処理工程と、 オゾン処理した前記生物処理排水を生物活性炭層に通水
   することにより生物活性炭処理する生物活性炭処理工程
   と、を含むことを特徴とする排水処理方法。
2. 【請求項２】 ビール工場で排出されたビール工場排水
   を嫌気性処理する嫌気性処理槽と、前記ビール工場排水
   を活性汚泥処理して前記オゾン処理槽に送り出す活性汚
   泥処理槽とを備える排水処理装置において、 嫌気性処理及び活性汚泥処理した前記ビール工場排水に
   オゾンを供給してオゾン処理するオゾン処理槽と、 オゾン処理した前記生物処理排水が通水され、生物活性
   炭処理する生物活性炭層を有する生物活性炭処理槽と、
   を備えることを特徴とする排水処理装置。