JP2012016691A - 食品工場排水を再利用する環境保全方法および環境保全システム - Google Patents

Abstract

【課題】食品工場の排水を浄化して水資源として再利用し環境保全を図ると同時に、食品工場で製造され配送される食品の安全性を確保する。
【解決手段】食品工場排水を回収して浄化処理することにより純水を生成し、ドックシェルターを備えた入出荷バースに送水して噴霧する。純水の散布は、例えば入出荷バースの外気温に応じて、または入出荷バースに車両が接近したとき、または入出荷バースに停車した車両がアイドリング状態の間に行う。食品工場排水の浄化にあたっては、膜分離活性汚泥法による精密ろ過膜（MF膜）又は限外ろ過膜（UF膜）により一次処理し、粉末状活性炭を使用したELCD法により二次処理し、逆浸透膜（RO膜）により三次処理を行う。これにより、食品工場排水が飲料に適した水質に浄化され、純水が得られる。この純水は、室外機への散布、吸気口の外気温の定温化、景観水の使用、調整池の散水、河川放流等にも使用される。
【選択図】図１

Description

本発明は、弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場の排水を浄化して水資源として再利用し環境保全を図ると同時に、食品工場で製造され配送される食品の安全性を確保する技術に関する。

弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場は、単なる製造工場としての役割だけでなく、配送拠点（物流センター）としての役割も担っているため、多数の配送車両が頻繁に出入りする。また食品工場は製造工程において多量の水を使用する。そのため、食品工場には以下のような特有の問題がある。

（第１の問題点）
配送拠点としての役割も担う食品製造工場には、多数の配送車両が昼夜を問わず頻繁に出入りするため、有害な煤塵を多量に含む排気ガスによって工場周辺の環境が汚染されているといった問題がある。
また、食品工場周辺の大気が汚染されれば、製造・配送される食品にＮＯｘなどの有害微粒子が付着・混入する虞もあり、食品の安全性の観点から問題がある。
さらに、出荷される食品の鮮度・品質を確保する観点から庫内や荷台には温度管理が求められ、入出荷バースには冷気漏れを防ぐドックシェルターが設けられている。しかしながら、ドックシェルターによる気密性確保は完全なものではなく、車両との間に隙間があいており、入出荷バースに車両が待機している間に庫内や荷台から冷気が漏れ、夏季には熱気が進入するといった問題があった。特に、車両がアイドリング状態で待機している場合には、煤塵混じりの熱気がドックシェルターを介して庫内や荷台に進入し、食品に対する温度管理と衛生管理が阻害されるといった問題があった。

（第２の問題点）
食品工場で使用された水は、排水として自前の浄化設備で排水基準値に水質を合わせ下水道や河川に放出されている。この水は、基準値以内に浄化されているとはいえ長期間では川や海を汚染し環境破壊を招く。また、下水道使用においても、最終的には公共の浄化処理設備で浄化するため費用も膨大となり、浄化後放流するため環境破壊にもつながる。従って従来の方法では、食品工場における水の有効利用、水の循環は創造できない。

上述した問題点に鑑み、本発明の目的は、配送車両の排気ガスによる食品工場周辺の環境気汚染を抑制すると同時に、食品工場で製造される食品の安全性を確保することにある。また本発明の他の目的は、食品工場排水を高度に浄化し、上水に代わる水資源として再利用することにより環境破壊を抑制し、併せて、上下水道コスト・排水処理コストを削減して、環境保全と食品工場事業者の経済的負担の軽減を同時に達成することにある。

上述した本発明の目的は、弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場における排水を回収して浄化処理することにより、前記食品工場排水から純水を生成し、ドックシェルターを備えた食品工場の入出荷バースに前記純水を送水してミスト状又は霧状に散布することによって達成される。
純水の散布は、前記入出荷バースにおける外気温に応じて、または前記入出荷バースに車両が接近したとき、または前記入出荷バースに車両が停車している間、または前記入出荷バースに停車した車両がアイドリング状態の間に行うようにする。

また上述した本発明の目的は、食品工場排水を膜分離活性汚泥法による精密ろ過膜（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）により一次処理し、粉末状活性炭を使用したＥＬＣＤ（Evaporative Loss Control Device）法により二次処理し、逆浸透膜（ＲＯ膜）により三次処理を行うことで、前記食品工場排水を飲料に適した水質（水道法水質基準全５１項目をクリアする水質）に浄化することによって達成される。
前記二次処理における活性炭は、微生物を繁殖させ、生物分解性有機物を除去するとともに、イオン交換樹脂の保護及び負荷の低下に使用する中間フィルターとしての機能を有する。
浄化して得た純水は、環境保全のため、食品の製造工程、飲料水、屋根散水、室外機への散布、吸気口の外気温の定温化、景観水の使用、調整池の散水、河川放流等に使用される。或いは、浄化して得た純水を、地下浸透させてもよい。
なお、本発明でいう「食品工場」とは、食品製造工場、食品加工工場を広く含む意味であり、例えば弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場が代表例として挙げられる。

（食品工場で製造される食品の安全性・品質に関する効果）
本発明によれば、食品工場排水から生成した純水を入出荷バースに送水し、該純水をミスト状又は霧状に散布するようになっている。散布される純水は、水道水と異なりミネラル分その他の不純物をほとんど含まない。そのため、大気中に散布された純水の粒子（ミスト又は霧）の一粒一粒が、高い物質溶解効果と微粒子吸着効果を発揮して、入出荷バースエリアの空気を浄化する。
したがって、ドックシェルターを含む車両停車領域において、上記純水をミスト状又は霧状に散布することで、ドックシェルター周辺に浮遊する煤塵（ＮＯｘ等の有害微粒子）が純水粒子に吸着され、純水粒子と排気ガス成分が一体となって地表へ落下する。その結果、入出荷バース周辺に浮遊する有害微粒子が除去され、ドックシェルターを介して庫内や車両荷室に進入するのを防止でき、食品の安全性を確保することができる。
また、純水をミスト状又は霧状に散布することで、入出荷バース周辺が気化熱による冷却効果を受けて外気温が低下するので、夏季においても庫内や荷室の温度上昇を可及的に抑制することが可能になる。その結果、庫内や荷室の温度管理、生鮮食料品の定温保存を従来以上に徹底することが可能になるのと同時に、空調に要するエネルギーコストを削減することが可能になる。
さらに、入出荷バース周辺に浮遊する排気ガス成分を純水粒子とともに落下させることで、庫内や荷室への煤塵の進入を防止できるだけでなく、工場周辺への煤塵の飛散，拡散を防止でき、排気ガスによる周辺環境の汚染を防止することができる。
さらに、散布する水が水道水ではなく、不純物をほとんど含まない純水であることから、送水管等にスケールが付着するのを防止することができる。

（環境保全に関する効果）
本発明によれば、従来廃棄されていた食品工場排水を飲料に適した水質に浄化して、清澄な純水を得ることができる。得られた純水は水道法水質基準全５１項目をクリアする水質なので、中水のように用途がトイレ等に限られることがなく、上水に代わる無料の水資源として食品工場であらゆる用途に有効活用することができる。

また浄化された水を、食品工場における製造工程、飲料水、屋根散水、室外機への散布、吸気口の外気温の定温化、景観水、調整池の散水、清掃水などの用途に使用することで、食品工場における上下水道コスト・排水処理コストを大幅に削減でき、また、屋内空調設備等の負荷軽減を図ることが可能になる。また同時に、食品工場排水を廃棄せずに再利用することで、河川等の汚染が大幅に抑制され、環境保全の実効を図ることができる。さらに、浄化して得た純水を、地下水への補充や河川の清流化の補助として利用することにより（或いは、得られた純水をそのまま地下浸透させることにより）、水循環の創造が達成される。

さらに、排水から得られた純水を、屋根散水、室外機への散布、吸気口の外気温の定温化、景観水の使用、調整池の散水等に活用することにより、空調等の各種設備の使用電力を大幅に抑制できるので、食品工場におけるＣＯ_２排出量が大幅に削減される。その結果、食品工場の事業者に課されるＣＯ_２削減義務を確実に達成することが可能になり、ひいては、地球温暖化の防止に貢献することができる。しかも、従来廃棄されていた排水を有効活用する方法であれば、水道コストをかけることなく純水を調達できるので、太陽光発電や風力発電の設備を新設するのに比べて、遥かに低コストでＣＯ_２削減を達成できる。

なお、本発明の実施にあたっては、排水を純水に浄化するための設備が新たに必要となるが、上下水道コスト・排水処理コストの削減分で当該浄化設備を構築・維持することが可能である。従って本発明により、食品工場の事業者は、一切の投資なしに環境対策とコスト削減を図ることができる。

本発明に係る食品工場排水を再利用する環境保全システムの概要を示す図である。 図１の浄化装置で生成した純水を食品工場の入出荷バースで散布する実施形態を示す図である。 図１の浄化装置で生成した純水を食品工場の入出荷バースで散布する実施形態を示す図である。

（食品工場排水からの純水の生成）
本発明では図１に示すように、食品工場排水を、排水路を介して浄化装置に集めて浄化処理し、得られた清澄な純水を食品工場内で再利用する。浄化装置における処理は、主として下記の一次処理、二次処理、三次処理の３工程から構成される。

一次処理工程：
精密ろ過膜（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）を使用した
膜分離活性汚泥法（ＭＢＲ）による浄化処理。
二次処理工程：
粉末状活性炭を使用したＥＬＣＤ（Evaporative Loss Control Device）法による
フィルタリング。
三次処理工程：
逆浸透膜（ＲＯ膜）を使用した浄化処理。

一次処理工程で使用する精密ろ過膜（ＭＦ膜）は、孔径０．１μｍ程度の孔を有する膜である。限外ろ過膜よりも孔径が大きいので、捕捉できる物質は濁質や細菌が中心となるが、ろ過処理できる水量を多く取ることができる利点を有する。
他方、限外ろ過膜（ＵＦ膜）は、膜表面に孔径０．０１μｍ程度の微細孔を有する膜であり、孔径より大きな物質は膜の孔や網目構造によって補足され、分画ろ過機能を有する。限外ろ過膜では、細菌やウィルス、１〜１００万程度の高分子を分画ろ過することが可能である。

二次処理工程で使用する活性炭は、中間フィルターとして機能するものであり、微生物を繁殖させ、生物分解性有機物を除去するとともに、イオン交換樹脂の保護及び負荷の低下に使用される。
このフィルターとしての役割を果たす活性炭は、一次処理で使う精密ろ過膜（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）と、三次処理で使う逆浸透膜（ＲＯ膜）との間に設けられて、フィルタリング処理を行う。

三次処理工程で使用する逆浸透膜（ＲＯ膜）は、原水濃度に応じた浸透圧以上の圧力をかけることにより、原水中の溶存イオンをほとんど透過させず、水分子をろ過することができるので、原水中の溶存イオンの９５〜９９．８％を除去することが可能である。

上記の３工程を経ることで、食品工場排水が、水道法水質基準全５１項目をクリアする水質に浄化されるので、飲料として使用できる程に清澄な純水を得ることができる。

そして、上述した浄化装置を経て得られた純水は、食品工場での製造工程だけでなく、飲料、トイレ、クーリングタワー、ボイラー、洗浄器、景観水、屋根散水、床洗浄など、食品工場における様々な用途に供給されて再利用される。また、この純水を、地下水への補充や河川の清流化の補助として利用してもよい。

（食品工場の入出荷バースにおける純水の噴霧）
次に、上述した浄化処理を経て生成した純水を利用して、食品工場における大気を浄化し、製造・配送される食品の安全性を確保するための構成・方法について説明する。

従来からある食品工場には、一般的に、配送車両に対し個別に積荷を出し入れするための入出荷バースが並んで設けられている。各入出荷バースには、図３に示すようなドックシェルター１が設けられており、各ドックシェルターは食品冷蔵庫などの倉庫２の外側に突設されている。
一方、食品工場に出入りする配送車両は、一般的に、図３に示すように車両後部に荷台５（コンテナ）を備えており、その荷室の温度はチルド又は冷蔵に温度管理されている。食品工場に到着した配送車両は、その荷台後部（荷台の後部扉側）をプラットホーム３に近接させた状態で停車する。

図２及び図３に示す実施形態では、食品工場の入出荷バースに沿って設置された送水管１１と、この送水管に接続された散布装置１２と、外気温を測定する温度センサ１３と、ドックシェルター１への配送車両の接近を感知する車両センサ１４と、入出荷バースに停車した車両のアイドリング状態を感知するアイドリングセンサ１５と、前記各種センサからの信号に応じて散布装置を作動させる制御装置（図示せず）とを有している。送水管１１は、前述した浄化装置を経て生成された純水を貯留する受水タンクに接続されている（図２参照）。

上記構成を備えた食品工場に配送車両が到着し、ドックシェルター１に接近すると、車両センサ１４がこれを感知し、制御装置が散布装置１２を作動させる。散布装置１２が作動すると、ドックシェルター１を含む車両停車領域に、純水がミスト状または霧状に散布され続ける。積み込み又は積み下ろし作業を終え、配送車両がドックシェルター１から離れると、車両センサ１４がこれを感知し、制御装置が散布装置１２を停止させる。

なお散布装置１２を作動させるタイミングは、上述したものに限定されず、配送車両が停止した状態で外気が所定温度（予め決めた設定温度）に達したときだけ作動させるようにしてもよい。或いは、配送車両がアイドリング状態（排気ガスを出し続けている状態）で停止している場合に作動させるようにしてもよい。

弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場の排水を、前述した浄化装置で処理し、浄化後の水質について検査を行ったところ、表１に示す水質基準５１項目をすべてクリアし、不純物をほとんど含まない純水であることが確認された。
従って本発明によれば、従来廃棄されていた食品工場排水から清澄な純水を得ることができるので、これを上水に代わる無料の水資源として食品工場であらゆる用途に有効活用することが可能になる。
また、浄化して得られた水は、水質基準５１項目をすべてクリアする水質であるので、河川への放流や地下浸透を行っても水質を汚染することはなく、自然な水循環を人工的に創造することが可能になる。

１ ドックシェルター
２ 倉庫
３ プラットホーム
５ 荷台（コンテナ）
１１ 送水管
１２ 散布装置
１３ 温度センサ
１４ 車両センサ
１５ アイドリングセンサ

Claims (7)

1. 弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場における排水を回収して浄化処理することにより、前記食品工場排水から純水を生成し、
   ドックシェルターを備えた食品工場の入出荷バースに前記純水を送水してミスト状又は霧状に散布する、
   ことを特徴とする食品工場排水を再利用する環境保全方法。
2. 前記入出荷バースにおける外気温に応じて、または
   前記入出荷バースに車両が接近したとき、または
   前記入出荷バースに車両が停車している間、または
   前記入出荷バースに停車した車両がアイドリング状態の間、
   前記純水を散布することを特徴とする請求項１記載の食品工場排水を再利用する環境保全方法。
3. 請求項１記載の純水を生成するための方法であって、
   弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場における排水を回収して、膜分離活性汚泥法による精密ろ過膜（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）により一次処理し、
   粉末状活性炭を使用したＥＬＣＤ（Evaporative Loss Control Device）法により二次処理し、
   逆浸透膜（ＲＯ膜）により三次処理を行うことで、
   前記食品工場排水を飲料に適した水質（水道法水質基準全５１項目をクリアする水質）に浄化することを特徴とする食品工場排水を再利用する環境保全方法。
4. 浄化して得た純水を、食品の製造工程、飲料水、屋根散水、室外機への散布、吸気口の外気温の定温化、景観水の使用、調整池の散水、河川放流等の少なくともいずれか１種の用途に使用することを特徴とする請求項３記載の食品工場排水を再利用する環境保全方法。
5. 浄化して得た純水を地下浸透させることを特徴とする請求項３記載の食品工場排水を再利用する環境保全方法。
6. 請求項１記載の純水を生成するためのシステムであって、
   弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場における製造工程で生じた排水を回収するための排水路と、
   前記排水路を介して回収した食品工場排水を、膜分離活性汚泥法による精密ろ過膜（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）により一次処理し、次いで粉末状活性炭を使用したＥＬＣＤ（Evaporative Loss Control Device）法により二次処理し、さらに逆浸透膜（ＲＯ膜）により三次処理を行うことで、飲料に適した水質（水道法水質基準全５１項目をクリアする水質）に浄化する浄化装置と、
   を有することを特徴とする食品工場排水を再利用する環境保全システム。
7. 弁当・惣菜・麺・調理パン等を製造する食品工場における排水を、膜分離活性汚泥法による精密ろ過膜（ＭＦ膜）又は限外ろ過膜（ＵＦ膜）により一次処理し、次いで粉末状活性炭を使用したＥＬＣＤ（Evaporative Loss Control Device）法により二次処理し、さらに逆浸透膜（ＲＯ膜）により三次処理を行うことで、飲料に適した水質（水道法水質基準全５１項目をクリアする水質）に浄化し、
   浄化された水を、屋根散水、室外機への散布、吸気口の外気温の定温化、の少なくともいずれか１種の用途に供給する、
   ことを特徴とする食品工場排水を再利用して食品工場のＣＯ_２排出量を削減する方法。

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