JP3260294B2 - 米研ぎ汁排水の濾過方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、洗米機などから発
生する米研ぎ汁排水を公共下水道に排水する際に、その
排水基準に合格するようにして排水するための濾過方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】本発明の対象とする米研ぎ汁排水は、一
般に３０００〜２２０００ｐｐｍという非常に高いＢＯ
Ｄ（生物学的酸素要求量）を有し、またその排水の７０
〜９０％までがＳＳ成分（浮遊物質、主にデンプン粒
子）であり、溶解ＢＯＤ成分が少なく、殆どが種々の大
きさの米デンブン粒子が水中に懸濁混入したものであ
る。更に、該排水中の水とデンプン粒子の比重差は小さ
く、沈澱のみではデンプン粒子と水を効率的に分離する
ことができない。

【０００３】米研ぎ汁排水を公共下水に放流するために
は、６００ｐｐｍＢＯＤ，３０ｐｐｍノルマルーヘキサ
ン抽出分という排水基準に合格しなければならず、また
河川放水となると、１００ｐｐｍＢＯＤ，２０ｐｐｍノ
ルマルーヘキサン抽出分といった排水基準に合格しなけ
ればならず２次的処理を必要とする。

【０００４】従来は上記排水基準をクリアーするために
米研ぎ汁排水を遠心分離機または沈澱濾過方式で濾過す
るようにしていたが、大掛かりな装置を必要とし、非常
に高価で不経済であるという難点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、洗米機等か
ら発生する米研ぎ汁排水を簡単な設備で経済的に行うこ
とができ、少なくとも公共下水に放流する基準に合格す
る濾過方法を提案することを目的とするものであ。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る発明の米研ぎ汁排水の濾過方法は、
３ミクロン乃至１０００ミクロン大の混合粒子を含有す
る米研ぎ汁排水を濾過する方法であって、該排水に含ま
れる混合粒子のうち、その最大径粒子が通過しない程度
の編目の大きい編目フイルターを用いて、米研ぎ汁排水
を循環経路を所定の時間、循環通過させることによっ
て、該編目フイルターに目ずまり状態を増大させ、この
目ずまりの増大した編目フイルターによって米研ぎ汁排
水が所要の清澄水に濾過されるようになったとき、該米
研ぎ汁排水を循環経路から排水経路に切り換えて、該目
ずまりの増大した編目フイルターによって米研ぎ汁排水
を濾過し排水するようにし、この際、前記網目フイルタ
ーは、上下に細長く延びる略Ｗ状の袋状に形成されたも
のからなり、該袋状フイルターはその外周面に沿うワイ
ヤーメッシュ状のフイルター支持スペーサーに支持さ
れ、濾過作業の終了時に前記網目フイルターは前記フイ
ルター支持スペーサーから取り外し交換可能となってい
るようにしたことを特徴とするものである。

【０００７】本発明において、米研ぎ汁排水に混合され
る粒子を１０００ミクロン以下に限定したのは、研ぎ汁
は洗米機の１ｍｍ程度の網目を通過して出てくるもので
あり、１０００ミクロン以上の粒子は米研ぎ汁排水には
含まれないからである。また粒子を３ミクロン以上に限
定したのは、３ミクロン以下の粒子は殆ど含まれないと
いうことと、３ミクロン以下の粒子であれば、本発明の
目的であるＢＯＤ量を増大する影響が殆どないからであ
る。

【０００８】本発明は、米研ぎ汁排水は、その殆どがＳ
Ｓ成分（浮遊物質、主にデンプン粒子）であり、溶解Ｂ
ＯＤ成分が少なく、種々の大きさの米デンブン粒子が水
中に懸濁混入したものである点に着目し、数ミクロンか
ら数拾乃至数百ミクロン単位の粒径の米デンプン微粒子
をそれよりも編目の大きい編目フイルターで吸着濾過す
ることを特徴とする。即ち、例えば１００ミクロン程度
の網目を有する濾過フイルターに米研ぎ汁排水を通過さ
せ、１００ミクロン以上の粒径の粒子を編目にキャッチ
させる。そしてその径大な粒子がそれより径の小さい編
目のフイルターにキャッチされることによって、その編
目はその最大径粒子によって部分的に編目が塞がれ、次
にそれより径の小さい粒子が最大径粒子とフイルター編
目とからなる隙間を部分的に塞ぎ、このようにして次々
と径の小さい粒子によって編目フイルターは目ずまりを
進行させ、最後に最小の例えば３〜５ミクロンの大きさ
の粒子を通さなくなる目ずまりを生じさせ、しかる後
は、これらの米粒子による水の透過性乃至毛細管現象を
利用して粒子は編目フイルターを通過することができな
いが、水分はフイルターを通過することができ、これに
よって高度な濾過作用を発揮させることができる。

【０００９】米研ぎ汁排水に含まれるデンプン粒子は水
分より僅かに重く、長時間にわたって米研ぎ汁排水を静
止状態においておくと、自然に沈下する性質を有する。
そのため、網目の大きい網目フイルターに、それよりも
大きな粒子が係合して網目の一部を塞いで、その網目の
開口部の面積が小さくなり、更にその小さな開口面積の
網目をも塞ぐようにそれより小径な粒子が該網目を塞ぎ
研ぎ汁排水が濾過されないようになると考えられるが、
現実には、効率的に一定時間経過後から規則的に濾過水
が排水されている。これは濾過途上で米研ぎ汁排水の流
動圧力や、一旦小径粒子が網目を塞いだが、その自重に
より下方に沈下し、それにより開口された小さな網目よ
り水分のみが排水されたり、あるいは塞がれた大小の粒
子間によって形成される毛細管現象によって、米研ぎ汁
排水のうち、水分のみが濾過排水されることになるもの
と考えられる。

【００１０】

【００１１】この発明によれば、編目フイルターに積極
的に目ずまりを生じさせ、それにより微細となった網目
から水分のみが排水されるか、あるいは網目を塞ぐ大小
の粒子間によって形成される毛細管現象によって、米研
ぎ汁排水のうち、水分のみが濾過排水され、これによっ
て該編目フイルターの濾過精度を上げ、所定の清澄度に
達して濾過精度の上がった編目フイルターとなった時点
から、米研ぎ汁排水を濾過するようにしたため、濾過時
間はかかるが、高度の清澄水に濾過することができる。

【００１２】また請求項２に係る発明の米研ぎ汁排水の
濾過方法は、編目フイルターとして編物布からなる請求
項１記載の構成を採用するものである。

【００１３】この発明によれば、編物布の規則正しい編
目に米研ぎ汁排水中の粒子が均一的に掛合して目ずまり
を起こし、また編目を形成するための凹凸表面が粒子間
の毛細管現象を効果的に増進する作用を発揮することに
なる。即ち、編物布は、平織のサテン布等に比べて凹凸
面に富んでおり、この凹凸面が粒子によって塞がれる際
に凹凸の境界部分、即ち凹凸の隅角部分では粒子に塞が
れることがなく、極く微小な開口部が維持され、これが
毛細管現象を助長するもと考えられる。

【００１４】また請求項３に係る発明の米研ぎ汁排水の
濾過方法は、編物布としてメリヤス生地からなる請求項
２記載の構成を採用してなるものである。

【００１５】この発明によれば、前記作用と共に、編物
布の中で最も凹凸に富んでおり、且つ安価なメリヤス生
地で濾過布を形成することができるから一層濾過精度よ
く、また安価に形成することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の濾過方法を実施
するための濾過装置の概要を示すもので、下部側に洗米
機から排出された米研ぎ汁排水を投入する投入タンク１
と、該タンクに投入された米研ぎ汁排水を上方に汲み上
げる汲み上げポンプ２を設ける。また上部側に上部タン
ク３を設置し、投入タンク１から延びる汲み上げパイプ
４は上部タンク３に繋がれている。上部タンク３は該タ
ンクから延びる落下パイプ５によってフイルターボック
ス６内に設けられる分配パイプ７に繋がれている。な
お、落下パイプ５には流量調整コック８が適宜設けられ
る。

【００１７】図１および図２に示すように、落下パイプ
５に繋がれる分配パイプ７には、その長手方向に沿って
多数の分岐パイプ９が連設され、各分岐パイプ９に開閉
部１０ａを有する電磁弁１０が取り付けられている。

【００１８】そして図３に示すように、各分岐パイプ９
の先端部は袋状の編目フイルター１１に繋がれている。
編目フイルター１１は、図１または図３に示すように、
上下に細長く延びる略Ｗ状の袋状に形成され、該Ｗ状の
袋体フイルター１１はその外周面に沿うワイヤーメッシ
ュタイプのフイルター支持スペーサー１２によって、そ
の上下細長状の袋形態が保持されている。

【００１９】図４に示すように、フイルター支持スペー
サー１２は、線材で上下に細長い略Ｕ字状に形成され、
その一方上端部１２ａ₁ が若干短くなるようにした縦線
材１２ａと、各縦線材を横断する横線材１２ｂとをワイ
ヤーメッシュ状に組み立ててなるもので、図３に示すよ
うに、この一対のフイルター支持スペーサー１２，１２
を、上端部の短い線材１２ａ₁ が対向するよう配置して
フイルターボックス６内に取り外し可能に取付けられる
ようになっており、この一対のフイルター支持スペーサ
ー１２，１２内に網目フイルター１１が略Ｗ状の袋状に
なるように配置され、各袋状フイルター１１の上端部
は、フイルター支持スペーサー１２の上端部に設けられ
た針またはフック１２ｃに取り外し可能に係止されるよ
うになっている。

【００２０】そして図３に示すように、袋状フイルター
１１の上端部付近に一対の電極１３ａ，１３ｂが適当な
支持具１４によって配設され、両電極１３ａ，１３ｂの
うちの一方の電極１３ａが袋状フイルター１１内に長く
延びており、他方の電極１３ｂが短く、該フイルター１
１の上端部縁に近い位置に該電極１３ｂの先端部がある
ようになっている。この一対の電極１３ａ，１３ｂは前
記電磁弁１０に繋がれて、袋状フイルター１１に充填さ
れる米研ぎ汁排水の電導性を利用して、該排水が袋状フ
イルター１１の上端部にまで充填されて両電極１３ａ，
１３ｂに接触している場合には、両電極１３ａ，１３ｂ
に対する通電によって電磁弁１０がオンまたはオフとし
て開閉部１０ａが閉鎖し、袋状フイルター１１内に米研
ぎ汁排水を送り込まないようにし、これに対し米研ぎ汁
排水が両電極１３ａ，１３ｂの短い方の電極１３ｂより
下方に減ると電磁弁１０が開放されて米研ぎ汁排水がフ
イルター１１内に補充されるようになっている。

【００２１】図１に示すように、フイルターボックス６
の底部には切替コック１５が取り付けられ、該切替コッ
ク１５を介して循環パイプ１６と排出パイプ１７が連設
され、循環パイプ１６は前記投入タンク１に、また排出
パイプ１７は公共下水道または２次処理装置１８に連結
されている。

【００２２】この濾過装置を使用するには、洗米機など
から出た米研ぎ汁排水を投入タンク１に投入し、この投
入された米研ぎ汁排水は汲み上げポンプ２によってパイ
プ４を通って上部タンク３に汲み上げられる。上部タン
ク３にある程度の量が溜まると投入タンク１への米研ぎ
汁排水の投入を一時停止する。またフイルターボックス
６の底部にある切替コック１５を循環パイプ１６側に連
通するよう切り替えておく。

【００２３】この状態で上部タンク３内の米研ぎ汁排水
が落下パイプ５から分配パイプ７および分岐パイプ９を
通って袋状の編目フイルター１１内に送り込まれる。該
フイルター１１内に送りこまれた米研ぎ汁排水は該フイ
ルター１１の網目を通過して切替コック１５および循環
パイプ１６を経て投入タンク１に戻られる。投入タンク
１に戻られた米研ぎ汁排水は、汲み上げポンプ２によっ
て上部タンク３に汲み上げられ、再び編目フイルター１
１内に送り込まれ、ついで投入タンク１に循環される。
米研ぎ汁排水が上述の循環経路を経ることによって、図
５のａに示すように、当初は米研ぎ汁排水に混入する粒
径の大きな粒子Ｓ１が編目フイルター１１の編目１１ａ
に詰まる。そして経時的に図５のｂ、ｃに示すように粒
径の中ぐらいの粒子Ｓ２、そして粒径の小さい粒子Ｓ３
が順次フイルター１１の編目１１ａに引っ掛かって目ず
まりが進行し、最終的にはフイルター１１の内面全域に
わたってデンプン粒子Ｓ１〜Ｓ３が覆って粒子の通過を
許さない程度に目ずまりを起こすことになり、その後は
これらの粒子中の毛細管現象によって水分のみがフイル
ター１１を通過し、清澄水として循環されるようにな
る。

【００２４】上記のように米研ぎ汁排水を上記循環経路
を経時的に循環させることにより、目視で、あるいは排
水検査によって所定の清澄度に達したことが判明した時
点で、前記切替コック１５を排水パイプ１７側に連通す
るように切り替え、その後は、投入タンク１に米研ぎ汁
排水を投入し、汲み上げポンプ２によって該排水を上部
タンク３に汲み上げ、編目フイルター１１によって濾過
させるようにし、この際、水位検知手段たる編目フイル
ター１１内に臨む電極１３ａ，１３ｂによって、該フイ
ルター１１内の液面を一定に保つようにしながら連続運
転を行う。

【００２５】即ち、図６は、米研ぎ汁排水が所定の清澄
水として排水されるまでのメリヤス布からなる編目フイ
ルター１１の０．２５ｍ² 当りの濾過水量と濾過時間を
示すもので、ａは編目フイルター１１の濾過水量が４リ
ットルのところで循環初期のもので、粒径の大きな粒子
Ｓ１が編目フイルター１１に詰まった時点を示す。ｂは
濾過水量が３リットルのところで粒径が中ぐらいの粒子
Ｓ２が詰まった時点を示す。ｃは濾過水量が３〜２リッ
トルのところで小粒径の粒子Ｓ３が詰まった時点を示
す。そしてｄの時点で大中小径の粒子Ｓ１〜Ｓ３が編目
フイルター１１に完全に詰まり、該フイルター１１を透
過してくる水のＢＯＤ値が公共下水道に排水可能な４０
０ｐｐｍに下がった状態を示す。

【００２６】そしてｄの状態になったときに、前述のよ
うに前記切替コック１５を排水パイプ１７側に連通する
ように切り替え、その後は、投入タンク１に米研ぎ汁排
水を投入し、網目フイルター１１内の液面を一定に保つ
ようにしながら連続的に濾過排水を公共下水道あるいは
２次処理装置１８に排水する。

【００２７】この濾過方法によれば、省スペース、省エ
ネルギー、省コストに押さえることができ、また総ＢＯ
Ｄが５０００〜２２０００ｐｐｍの米研ぎ汁排水の１日
当りの処理量を３ｔとし、処理後の排水を総ＢＯＤを４
００ｐｐｍ以下にすることができる。

【００２８】なお、一日の作業の終了後には、上部タン
ク３を洗浄するための洗浄装置が取付けられることが好
ましい。

【００２９】また作業の終了後には、図１に示すフイル
ターボックス６のカバー６ａを取り外し、フイルター支
持スペーサー１２と共に網目フイルター１１を、または
編目フイルター１１のみを支持スペーサー１２のフック
１２ｃで外してフイルターボックス６から外部につまみ
出し、新しいフイルター１１と交換する必要がある。例
えば２５００〜３０００リットルの排水が出たときに
は、これを処理することにより約３０％の水分を含んだ
粘土状の濾過物が３０kg発生することになる。

【００３０】編目フイルター１１は一日の作業の終了毎
に毎日取り替える必要があり、そのためにはローコスト
の使い捨て構造のもので、目づまりによる濾過精度の良
好なものでなければならない。しかも、フイルター１１
に堆積された約１．５kgの重量に耐えるものでなければ
ならない。紙製のものでは上述の条件に合致することが
できない。上記目的に合致するものとして編物布が挙げ
ることができる。

【００３１】編物布からフイルター１１による濾過現象
を図７によって説明すると、米研ぎ汁排水に含まれるデ
ンプン粒子は水分より僅かに重く、長時間にわたって米
研ぎ汁排水を静止状態においておくと、自然に沈下する
性質を有する。そのため、網目の大きい網目フイルター
１１、図７の１１はフイルターの一本の糸を示すが、こ
の一本の糸１１によって形成される網目１１ａに、それ
よりも大きな粒子Ｓ１が係合して網目１１ａの一部を塞
いで、その網目１１ａの開口部の面積が小さくなり、更
にその小さな開口面積の網目１１ａをも塞ぐようにそれ
より小径な粒子Ｓ２〜Ｓ３が該網目１１ａを塞ぎ、米研
ぎ汁排水が濾過されないようになると考えられるが、現
実には、効率的に一定時間経過後から規則的に濾過水が
排水されている。これは濾過途上で米研ぎ汁排水の流動
圧力や、一旦小径粒子Ｓ２〜Ｓ３が網目１１ａを塞いだ
が、その自重により下方に沈下し、それにより開口され
た小さな網目より水分のみが排水されたり、あるいは塞
がれた大小の粒子間によって形成される毛細管現象によ
って、米研ぎ汁排水のうち、水分のみが濾過排水される
ことになるものと考えられる。

【００３２】そしてこの際に、編物布の規則正しい編目
に米研ぎ汁排水中の粒子が均一的に掛合して目ずまりを
起こし、また図７に示すように編目を形成するための凹
凸表面が粒子間の毛細管現象を効果的に増進する作用を
発揮することになる。即ち、編物布は、平織のサテン布
等に比べて凹凸面に富んでおり、この凹凸面１１ａが粒
子によって塞がれる際に凹凸の境界部分、即ち凹凸の隅
角部分１１ａ₁ では粒子Ｓ１〜Ｓ３に塞がれることがな
く、極く微小な開口部が維持され、これが毛細管現象を
助長するもと考えられる。

【００３３】その中でも実験の結果、メリヤス生地から
なるフイルターが最も良好であることが判明した。そし
て、該メリヤス生地で袋状のフイルターに形成するため
には、図８ａ〜ｄに示すように、筒状のメリヤス原反１
９を適当長さに切断してその切断端部１９ａを縫製し、
その中央部分１９ｂの一面側を切って開口し、この開口
部分１９ｂを中心に二つ折りし、図９に示すように、該
開口部分１９ｂに分岐パイプ９の先端部が臨むようにし
て使用する。試算によれば２ｔの洗米による場合に全部
のフイルター代として約２０００円程度で済むことにな
る。

【００３４】なお、作業の終了後にフイルターボックス
６からつまみ出したフイルター１１およびそれに堆積さ
れた内容物を生ゴミとして焼却処分する方法もあるが、
内容物を除去して再使用することもできる。

【００３５】さらには、図１０に示すように、フイルタ
ーボックス６の内部に熱風乾燥装置２０を設け、作業の
終了後にフイルター内容物を乾燥させるようにすること
もできる。この方法であると、内容物が乾燥することに
よってフイルター１１内から内容物をパラパラ状に外部
に取り出すことができ、そのままゴミとして処理するこ
ともできるが、動物の飼料として利用することも可能で
ある。なお、２１はカバー６ａに接続した排気パイプで
あって、排気ファン２２が設けられている。

【００３６】

【発明の効果】請求項１に係る発明の米研ぎ汁排水の濾
過方法によれば、米研ぎ汁排水は、その殆どがＳＳ成分
（浮遊物質、主にデンプン粒子）であり、溶解ＢＯＤ成
分が少なく、種々の大きさの米デンブン粒子が水中に懸
濁混入したものである点に着目し、数ミクロンから数拾
乃至数百ミクロン単位の粒径の米デンプン微粒子をそれ
よりも編目の大きい編目フイルターで吸着濾過すること
を特徴とする。即ち、濾過フイルターに米研ぎ汁排水を
通過させ、最大径の粒子を編目にキャッチさせる。最大
径粒子がそれより径の小さい編目のフイルターにキャッ
チされることによって、その編目はその最大径粒子によ
って部分的に編目が塞がれ、次にそれより径の小さい粒
子が最大径粒子とフイルター編目とからなる隙間を部分
的に塞ぎ、このようにして次々と径の小さい粒子によっ
て編目フイルターは目ずまりを進行させ、最後に最小の
大きさの粒子を通さなくなる目づまりを生じさせ、しか
る後は、米粒子による水の透過性乃至毛細管現象を利用
して粒子は編目フイルターを通過することができない
が、水分はフイルターを通過することができ、これによ
って高度な濾過作用を発揮させることができる。

【００３７】この濾過方法によれば、主として多数の網
目フイルターとタンク類および自動開閉機構を設置する
だけでよいから、設備費用が非常に少なくて済む利点が
ある。

【００３８】また本発明の米研ぎ汁排水の濾過方法によ
れば、編目フイルターに積極的に目ずまりを生じさせ、
これによって該編目フイルターの濾過精度を上げ、所定
の清澄度に達して濾過精度の上がった編目フイルターに
よって米研ぎ汁排水を濾過するようにしたため、濾過時
間はかかるが、所望の高度の清澄水に確実に濾過するこ
とができる。

【００３９】また請求項２に係る発明の米研ぎ汁排水の
濾過方法によれば、編物布の規則正しい編目に米研ぎ汁
排水中の粒子が均一的に掛合して目づまりを起こし、ま
た編目を形成するための凹凸表面が粒子間の毛細管現象
を効果的に増進する作用を発揮することになる。

【００４０】また請求項３に係る発明の米研ぎ汁排水の
濾過方法によれば、前記作用と共に、編物布の中で最も
安価なメリヤス生地で濾過布を形成することができるか
ら一層安価に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係る濾過装置の概略
説明図である。

【図２】 同要部の拡大図である。

【図３】 同要部の拡大断面図である。

【図４】 同要部の斜視図である。

【図５】 ａ〜ｃは、網目フイルターに対する粒子の
目ずまり状態を経時間的に示すものである。

【図６】 濾過水量の変化を示すグラフである。

【図７】 本発明による濾過現象を説明する図であ
る。

【図８】 ａ〜ｄは、本発明の一実施形態に係る濾過
布の製作工程を説明する図である。

【図９】 同濾過布の取付状態を示す図である。

【図１０】 本発明の他の実施形態に係る濾過装置の要
部説明図である。

【符号の説明】

１ 投入タンク ２ 汲み上げポンプ ３ 上部タンク ４ 汲み上げパイプ ５ 落下パイプ ６ フイルターボックス ７ 分配パイプ ８ 流量調整コック ９ 分岐パイプ １０ 電磁弁 １１ 網目フイルター １１ａ 網目 １２ フイルター支持スペーサー １３ａ 電極 １３ｂ 電極 １４ 支持具 １５ 切替コック １６ 循環パイプ １７ 排水パイプ １８ 公共下水道

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 29/60 B01D 29/00 B01D 35/02 B01D 39/16

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３ミクロン乃至１０００ミクロン大の混
   合粒子を含有する米研ぎ汁排水を濾過する方法であっ
   て、該排水に含まれる混合粒子のうち、その最大径粒子
   が通過しない程度の編目の大きい編目フイルターを用い
   て、米研ぎ汁排水を循環経路を所定の時間、循環通過さ
   せることによって、該編目フイルターに目ずまり状態を
   増大させ、この目ずまりの増大した編目フイルターによ
   って米研ぎ汁排水が所要の清澄水に濾過されるようにな
   ったとき、該米研ぎ汁排水を循環経路から排水経路に切
   り換えて、該目ずまりの増大した編目フイルターによっ
   て米研ぎ汁排水を濾過し排水するようにし、この際、前
   記網目フイルターは、上下に細長く延びる略Ｗ状の袋状
   に形成されたものからなり、該袋状フイルターはその外
   周面に沿うワイヤーメッシュ状のフイルター支持スペー
   サーに支持され、濾過作業の終了時に前記網目フイルタ
   ーは前記フイルター支持スペーサーから取り外し交換可
   能となっているようにした米研ぎ汁排水の濾過方法。
2. 【請求項２】 編目フイルターとして編物布からなる請
   求項１記載の米研ぎ汁排水の濾過方法。
3. 【請求項３】 編物布としてメリヤス生地からなる請求
   項２記載の米研ぎ汁排水の濾過方法。