JP3643287B2

JP3643287B2 - 食品廃棄物の処理方法

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Publication number: JP3643287B2
Application number: JP2000087205A
Authority: JP
Inventors: 和憲中村; 修小山
Original assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2005-04-27
Anticipated expiration: 2020-03-27
Also published as: JP2001269656A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品加工工場等から排出される食品廃棄物を活性汚泥方式を利用して処理する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機物質を好気性微生物を含む活性汚泥により生物処理する活性汚泥法は、有機物の多い汚水の処理に適しており、比較的に処理経費が少なくて済む等の利点もある為、下水処理や産業廃水処理等において広く一般に利用されている。
上記活性汚泥法では、処理対象となる各種の有機物質を含む廃水をエアレーションタンク（曝気槽）へと導き、この曝気槽内の活性汚泥により、ＢＯＤで示される廃水中の有機汚濁成分を分解させて浄化処理が行なわれる。しかし、その処理能力は高いとは言い難く、特定の生物負荷条件、即ち、ＢＯＤ負荷量で０．５〜０．８ｋｇ／ｍ³・ｄａｙ程度の状態でしか運転ができず、処理効率に劣り、処理効率の向上が課題となっている。
【０００３】
更に、活性汚泥処理方法では、分解したＢＯＤのうちの５０〜７０％は微生物の維持エネルギーとして消費されるが、残りの３０〜５０％は菌体の増殖に使用されるので、活性汚泥の量が次第に増加していくという問題がある。この為、一般的には、曝気槽で処理された廃水を沈澱槽へと導き、沈殿した活性汚泥の中から有機性廃水の浄化処理に必要な量だけ返送汚泥として曝気槽内へと戻し、それ以外の活性汚泥は、余剰汚泥として取り除き、廃棄処理している。このように、活性汚泥法を利用した有機物質の処理方法では、上記の処理効率に劣るといった問題に加えて余剰汚泥の処理が常に問題となっている。
【０００４】
特に、野菜や魚や肉類といった食品材料を扱う食品加工工場等では、有機物質を多量に含んだ生物負荷条件の高い廃水を処理することが必要となるのに加えて、廃水中に野菜クズや魚肉の内臓等の食品廃棄物である固形の有機物質も多く含まれてくる為、かかる食品加工工場の廃水を活性汚泥法を用いて生物処理した場合には、曝気槽内の微生物によってこれら全てを生物分解することは困難であり、その大半は余剰汚泥として残る。従って、特に食品加工工場等で有機性廃水を生物処理する場合においては、処理効率の向上と、大量に生じる余剰汚泥の処理が深刻な問題となっている。
【０００５】
更に、食品加工した場合には、野菜や魚肉類の不可食部分（植物の種子や皮や葉や根、或いは魚介類や肉類の皮や骨や内臓等）が多量に廃棄されることになる為、食品加工工場等では、排出される大量の食品廃棄物の処理が問題となる。こられの食品廃棄物は、一部は、家畜の餌として利用されたり、堆肥化されたりして利用される場合もあるが、通常は、焼却場へと運ばれて焼却されて減量化され、その後、焼却残渣を埋立処分場へ搬送して埋立処分がすることが行なわれている。
【０００６】
これに対し、食品加工工場等で生じる大量の余剰汚泥や、食品廃棄物や焼却残渣を工場の外部で処理する場合には、運搬や処理に多大なコストがかかり、更に、これらを焼却処理したり埋立処理する場合には、排ガスや処理廃液による環境汚染の問題が生じたり、加えて近年では、埋立処分場の不足の問題等があり、食品加工工場等で生じる食品廃棄物を工場等の敷地内で簡便に処理でき、余剰汚泥や焼却灰といった新たに生じる別の廃棄物の発生が可能な限り抑制された食品廃棄物の処理方法の開発が待望されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、食品加工工場等で生じる食品廃棄物を効率よく処理でき、排ガスや処理廃液による環境汚染の問題を生じることのない食品廃棄物の処理方法を提供することにある。又、本発明の目的は、余剰汚泥や焼却灰といった廃棄物処理によって新たに生じる別の廃棄物の発生が抑制された食品廃棄物の処理方法を提供することにある。更に、本発明の目的は、食品加工工場内で容易に処理できる、小規模施設にも適用できる簡易且つ経済的な食品廃棄物の処理方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、下記の本発明によって達成される。即ち、本発明は、原水を加えて固形の食品廃棄物を細かく砕いて流動性のある粥状とし、得られた破砕物を上記原水とともに第１処理槽に導入し、該第１処理槽内で原生動物の実質的不存在下で細菌処理し、破砕物中に含まれる有機物を酸化分解すると共に非凝集性細菌に変換した後、第１処理槽からの非凝集性細菌を含む被処理液を、原水を処理するための活性汚泥が存する第２処理槽に原水とともに導入して、該第２処理槽内で非固着性原生動物の実質的不存在下、固着性原生動物処理して非凝集性細菌を固着性原生動物に捕食除去させて好気性生物処理する２相活性汚泥法によって原水の処理と同時に食品廃棄物の処理を行なうことを特徴とする食品廃棄物の処理方法である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を挙げて本発明を詳細に説明する。
本発明者らは、上記従来技術の問題点を解決すべく鋭意検討の結果、食品廃棄物の処理に、処理により排ガスや処理廃液を発生することがなく、工場敷地内で処理ができ、既存の設備の利用も可能であるという種々の利点を有する生物処理を適用できれば、前記した本発明の目的を達成できると考え、食品加工工場等の食品廃棄物を生物処理する方法について鋭意研究を行なった。この結果、先ず、食品廃棄物を生物処理することが可能な形態となるように前処理し、その状態で高負荷状態での運転が可能な生物処理を行なうことができれば、食品加工工場等で生じる食品廃棄物を効率よく処理でき、排ガスや処理廃液による環境汚染の問題を生じることもなく、又、廃棄物処理によって新たに生じる別の廃棄物の発生も抑制され、しかも、食品加工工場内等の小規模施設にも適用できる簡易且つ経済的な食品廃棄物の処理方法が提供されることを知見して本発明に至った。以下、かかる本発明について詳細に説明する。
【００１０】
本発明者らは、食品加工工場等から排出される食品廃棄物に対する生物処理方法について検討した結果、食品廃棄物を、下水処理や産業廃水処理等において広く一般に利用されている通常の活性汚泥処理を行なう曝気槽内にそのままの形態で導入した場合は勿論のこと、細かく切った状態で導入しても生物分解することは困難であり、食品廃棄物が汚泥としてそのまま残ってしまうため、食品廃棄物を生物処理する場合には、ディスポーザー等の破砕装置によって細かく砕き、得られた破砕物を曝気槽内に導入することが必要であることがわかった。更に、このような破砕物を、通常の活性汚泥処理の曝気槽内に導入して処理したとしても、汚泥生成量が通常よりも多くなり、更に、最終処理水の低下も生じ、効率的な処理ができないことがわかった。
【００１１】
これに対し、本発明者らは、食品廃棄物の破砕物を生物処理する場合に、２相活性汚泥法を適用することが有効であることを見いだした。２相活性汚泥法とは、特公昭５６−４８２３５号公報に記載されている方法であって、有機性廃水を、１相目で細菌処理して廃水中の有機物を酸化分解すると共に非凝集性の細菌に変換させた後、これに続く２相目で、この非凝集性細菌を固着性原生動物処理して捕食除去させる方法である。かかる方法によれば、生物処理効率を向上させることができ、高負荷状態での運転が可能となる結果、活性汚泥法による処理効率を格段に向上することができ、これと同時に、汚泥の生成量を減少させることができる。
【００１２】
本発明の食品廃棄物の処理方法では、食品加工工場等で野菜や魚介類や肉類等を加工した際に排出される野菜類の種子や皮や葉や根、或いは魚介類や肉類の皮や骨や内臓等といった食品廃棄物、いわゆる生ゴミ（以下、生ゴミと呼ぶ）に対して上記したような効果を有する２相活性汚泥法を適用し、更に、その際にディスポーザー等によって細かく砕いた生ゴミを、２相活性汚泥法の１相目の第１処理槽である分散性の細菌相に導入することで、放出される最終処理水の水質が劣ることなく、汚泥の発生量が抑制された状態で処理できる食品廃棄物についての生物処理が可能となる結果、前述した本発明の目的の全てが達成される。
【００１３】
本発明で使用する生ゴミを細かく砕く装置としては、上記した野菜類や魚介類の不可食部分を効率よく破砕できるものであればいずれのものでもよいが、具体的には、生ゴミを容易にどろどろの粥状になるまで砕くことのできる装置を用いることが好ましい。例えば、公知のディスポーザー、ミル、フードカッター等の破砕装置が挙げられる。これらの装置を用い、破砕処理が容易に行なえるように、生ゴミに適宜に水を加えながら細かく砕くことが好ましい。添加する水の量は、生ゴミの種類や含水率等により異なるが、破砕物が、流動性のある粥状になる程度とすることが好ましい。この際に使用する水としては、清浄な水でもよいが、生物処理して浄化する前の工場廃水（原水）を用いればよい。
【００１４】
本発明の食品廃棄物の処理方法では、上記のようにして細かく砕いて流動性のある粥状になった生ゴミを２相活性汚泥法の第１処理槽である分散性の細菌相に導入し、生物学的な分解処理を行なうが、より生物処理の効率を向上させる為には、上記のようにして細かく砕いた生ゴミを更に可溶化処理し、その後、分散性の細菌相に導入することが好ましい。このようすれば、食品廃棄物を構成する有機物が、より細菌によって分解され易くなる。可溶化処理の方法としては、例えば、酸発酵、酵素による分解、アルカリ加水分解、熱分解、アルカリ熱分解のいずれかの方法等が挙げられる。以下、これらの方法について説明する。
【００１５】
発酵とは、一般に、微生物によって糖質が無酸素的に分解する現象をいうが、利用できるものとしては、例えば、嫌気性細菌や通性嫌気性菌による混合有機酸発酵や酸発酵がある。酸発酵とは、基質の嫌気分解による中間代謝物を利用するものであり、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸等への酸発酵や、アルコール発酵等がある。本発明において行なう生ゴミの破砕物を発酵により可溶化する具体的な方法としては、例えば、砕いた生ゴミを嫌気発酵処理槽中に入れて、その状態で一定時間無加温或いは加温した状態で、静置或いは撹拌しておけばよい。このようにすれば、生ゴミ中に含まれる酸生成菌等の活動によって発酵が起こり、生ゴミ中の固形物（高分子物質）が分解して有機酸等に変換し、可溶化する。この結果、第１処理槽において行なわれる分散性の細菌による有機物の分解が速やかになされるようになる。勿論、上記のような微生物を外部から更に添加して可溶化処理してもよい。
【００１６】
又、生体触媒である酵素による分解を利用して砕いた生ゴミを可溶化処理する場合には、脂肪や炭水化物や蛋白質を低分子化する酵素を使用することができる。具体的には、セルラーゼ、リパーゼ、アミラーゼ、プロテアーゼ、ペプチダーゼ等の種々の酵素を用いることができ、これらの酵素を、砕いた生ゴミを入れた酵素処理槽に加え、適温状態で一定時間保持すれば、生ゴミを構成している脂肪や炭水化物や蛋白質等が分解されて可溶化する。この結果、上記の発酵によって可溶化した場合と同様に、その後の微生物処理が容易になる。
【００１７】
又、砕いた生ゴミをアルカリ熱分解して可溶化処理する場合には、例えば、砕いた生ゴミを入れた分解処理槽中にアルカリを入れて混合して、或いは、アルカリを入れて混合した後、４０〜８０℃の温度、好ましくは６０℃程度の温度に加温すれば、生ゴミを構成している脂肪や炭水化物や蛋白質等がアルカリ分解されて可溶化する。この結果、上記の発酵によって可溶化した場合と同様に、その後の微生物処理が容易になる。処理には、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、廃アルカリ等のアルカリを使用することができ、これらを添加して被処理液のｐＨを９〜１３程度にすればよい。尚、この場合は、第１処理槽（細菌相）に導入する前に中和処理することが必要になる。
【００１８】
更に、砕いた生ゴミを熱分解して可溶化処理する場合には、例えば、砕いた生ゴミを入れた分解処理槽を４０〜８０℃の温度、好ましくは６０℃程度の温度に加温すれば、生ゴミを構成している脂肪や炭水化物や蛋白質等が、生ゴミ中に含まれている各種酵素により加水分解されて可溶化する。この結果、上記の発酵によって可溶化した場合と同様に、その後の微生物処理が容易になる。
【００１９】
以下、本発明で採用する細菌相と原生動物相とからなる２相活性汚泥法による生物処理について説明する。本発明で使用する２相活性汚泥法は、活性汚泥による有機性被処理液の生物処理が、（１）細菌による有機物の酸化分解資化反応過程と、（２）凝集性及び沈降性のよい汚泥の生成過程の２つの過程からなり、特に、これらのうちの（２）の過程が、有機性被処理液の生物処理の律速となっていることに鑑みてなされたものである。即ち、先ず、第１処理槽を、活性汚泥の沈降性を考慮せずに、有機物の除去のみを目的とする非固着性原生動物の実質的不存在下で細菌処理を行なう細菌相とし、この第１処理槽で、有機物を細菌によって効率よく酸化分解させると共に、これらの有機物を栄養源とする細菌の増殖を促進させる。更に、その際に、細菌の状態が、個々の菌体に分散した原生動物に極めて捕食され易い状態になるように構成する。そして、上記の第１処理槽に引き続いて行なわれる第２処理槽を、細菌の捕食と、残存有機物の処理を目的とした活性汚泥を含む固着性原生動物相とし、上記の第１処理槽（細菌相）で処理された細菌を含む被処理液を、第２処理槽で、非固着性原生動物の不存在下、固着性原生動物処理することによって上記で増殖した細菌を原生動物により効率的に捕食除去させる。
【００２０】
上記において、第１処理槽である細菌相では、有機汚濁成分の細菌による酸化分解が進み、これらの有機物を栄養源とする細菌の増殖が進んだ場合に、個々の菌体に分散した原生動物に極めて捕食され易い状態になるようにする必要がある為、菌体の凝集・沈降が起こらないように迅速に処理する必要がある。又、後述するように、第１処理槽における処理時間を原生動物の増殖速度よりも長くならないようにすることを要するため、通常、第１処理槽での処理は、数時間程度と短時間内に行なわれて高速処理がなされる。一方、第２処理槽での処理は数日間を要するが、第１処理槽で、上記のような細菌処理が行なわれている為、従来の１相の活性汚泥法による場合よりも効率のよい処理が可能になる。
【００２１】
２相活性汚泥法では、細菌相（第１処理槽）で処理された後、固着性原生動物相（第２処理槽）へ導入されてくる被処理液中に含まれる細菌は非凝集性のものであり、個々の菌体に分散した原生動物に極めて捕食され易い状態となっているので、第２処理槽内での原生動物による細菌除去率は極めて高いものとなる。更に、第２処理槽で、上記のような原生動物処理された処理液は、上記したような過程によって増殖した固着性原生動物を汚泥として含み、且つ、この汚泥は分離性が非常に優れた状態のものであるので、沈殿槽等の慣用の固液分離手段によって容易に分離することが可能である。加えて、汚泥が除かれた後に放流される最終処理水は、有機物及び原生動物を含まず、極めて清浄なものとなる。この結果、本発明で採用する２相活性汚泥法によれば、通常の場合の２〜３倍程度の高負荷運転が可能となり、且つ、汚泥の生成量を約１／２程度に減量化することができる。
【００２２】
上記した２相活性汚泥法では、第１処理槽である細菌相へ導入されてくる被処理液中の有機汚濁成分濃度の変動が大きいと、上記の優れた生物処理システムのバランスが崩れて円滑な処理が行なえなくなることが生じる場合があるため、第１処理槽における細菌処理が安定して行われるようにすることが好ましい。即ち、第２処理槽や従来の曝気槽のように処理時間が数日間と長い場合には、被処理液中の有機汚濁成分濃度の変動が大きかったとしても、これらの槽内である程度は調整することができるので、被処理液中の有機汚濁成分濃度の変動が及ぼす影響は差程ではなが、第１処理槽で行なう細菌処理は、先に述べたように、短時間内で高速に行なわれる為、上記の濃度変動が処理に及ぼす影響が多大なものになるからである。
【００２３】
上記した２相活性汚泥処理の細菌相（第１処理槽）で使用する細菌としては、好気性のものであれば任意であり、例えば、アシネトバクター属細菌、アルカリゲネス属細菌、シュウドモナス属細菌、バチルス属細菌、アエロバクター属細菌、フラボバクテリウム属細菌等が挙げられる。この様な細菌は、通常、廃水中に生存しており、廃水中の有機物を栄養源として増殖するので、本発明においては、被処理液に生ゴミを含むため、特に外部から添加する必要はない。しかし、被処理液の浄化処理を円滑に行なう為には、必要に応じて適当な種菌を浄化処理の開始時に外部から添加してもよい。その際に使用する種菌としては、例えば、サーブ１、バイオコアＢＰ、ＯＦ−１０（以上、商品名、環境エンジニアリング（株）製）等の微生物製剤を好適に利用できる。
【００２４】
第１処理槽で、上記のような好気性細菌による処理が行なわれる結果、第１処理槽から排出されてくる第１処理液は、細菌によって有機物が分解される一方で、有機物を栄養源として増殖した細菌を含むものとなり、第１処理槽における細菌処理による現象のみを見れば、被処理液中の有機物が細菌に変換したと言うこともできる。本発明者らの検討によれば、細菌相での細菌処理を最適な状態にできれば、第１処理槽における溶解性有機物の除去率を９５〜９８％という高い値にすることができる。これを、有機物の細菌への変換率といった点からみると、約４０〜５０％程度であるので、有機物１００重量部は、約４０〜５０重量部の分散性のよい細菌に変換されたと言え、この結果、次の第２処理槽での処理効率が向上すると共に汚泥の発生量を減少することも可能となる。
【００２５】
本発明の食品廃棄物の処理方法においては、上記の第１処理槽における細菌処理を原生動物の実質的不存在下で行うため、処理された被処理液中に含まれる細菌は非凝集性のものとなり、細菌凝集塊（汚泥）を生じることが防止される。このため、細菌処理の結果得られる第１処理液は、汚泥を実質上含まずに、有機物が変換した微細な粒子状に分散した細菌を含んだものとなる。この様な分散状の細菌は、原生動物の好栄養源となるものであるので、次に行なう原生動物を含む活性汚泥相で構成される第２処理槽における原生動物処理において、その処理効率を著しく高めることができる。これに対し、上記した第１処理槽で行なわれる細菌処理において原生動物が共存していた場合には、細菌相において、原生動物に捕食され易い細菌が捕食されてしまう為、捕食されにくい細菌が主に増殖することになり、細菌相で細菌凝集塊が生じ易くなる。この細菌凝集塊は原生動物によって捕食されにくいので、活性汚泥が存する第２処理槽で、このような細菌凝集塊を含む第１処理液の処理を行なった場合には、これらが原生動物処理過程を通過してしまうことが生じ、原生動物処理における処理効率が損なわれる原因になる。本発明における“原生動物の実質的不存在下”とは、原生動物の増殖を制止し、その結果、細菌処理過程中に原生動物の出現が見られない状態を意味する。
【００２６】
第１処理槽における細菌処理過程において、原生動物の増殖を制止し、原生動物が実質的に不存在の状態とする具体的な方法としては、細菌と原生動物との性状の差異を利用する下記に挙げる方法が使用できる。例えば、細菌と原生動物との間にはその増殖速度に大きな差異があり、細菌の増殖速度は原生動物のそれに比して極めて高いことから、この増殖速度の差を利用すれば、細菌処理過程における原生動物の出現を制止することができる。即ち、この原理に従えば、被処理液を、原生動物の最大比増殖速度以上及び細菌の最大比増殖速度以下の処理時間で細菌処理過程を通過させることによって、原生動物の出現を制止した状態で細菌処理を達成することができる。本発明においては、例えば、第１処理槽の細菌処理過程における被処理液の処理時間を、原生動物の最大比増殖速度以上及び細菌の最大比増殖速度以下、例えば、１〜１２ｈｒ．の範囲に調節することによって、原生動物が実質的に存在しない状態で細菌処理行なうことが可能となる。
【００２７】
又、細菌処理過程における原生動物の出現の制止は、温度、ｐＨ等の環境条件を調節することによっても達成することができる。即ち、細菌は広い範囲の環境条件で増殖できるが、原生動物の生育し得る環境条件は細菌に比較して狭い範囲に限定される。例えば、原生動物は、温度４０℃以上ではその増殖が著しく抑制されるので、細菌処理過程の温度を４０℃以上に保持すれば、原生動物の出現を制止することができる。又、原生動物は、ｐＨ４以下又はｐＨ１０以上ではその増殖が抑制されることから、処理過程のｐＨ値を４以下又は１０以上の範囲に保持すれば、原生動物の出現を制止させることが可能となる。
【００２８】
本発明の食品廃棄物の処理方法では、以上で説明したように、第１処理槽での効率のよい細菌処理によって、被処理液中に含有されている有機物を１００％近い割合で、微細な粒子状態で分散した細菌に変換するが、その後、第１処理槽からの第１処理液を活性汚泥が存する第２処理槽で原生動物処理することによって、これらの細菌を原生動物によって効率よく捕食除去する。本発明においては、更に、この原生動物処理過程において、細菌を捕食した原生動物を容易に分離できるようにする為、第２処理槽中には固液分離性のよい固着性原生動物のみを存在させ、固液分離性の悪い非固着性原生動物が実質的に不存在の状態で処理を行なう。
【００２９】
本発明でいう固着性原生動物とは、固体粒子や固体物質に対して固着し易い性質を持った原生動物、或いは原生動物相互が固着凝集し易い性質を持った原生動物を意味する。この様なものとしては、例えば、ボルチセラ、エピステイリス、オペルクラリア、カルケシウム、ズータニウム等、有柄固着型の繊毛虫類が挙げられるが、固体表面をホフクするようなアスピデスカ、ユープロテス等も汚泥と共に沈降し易いことから利用し得る。一方、本発明で言う非固着性原生動物とは、上記のような性質を有しない原生動物を意味する。
【００３０】
本発明において、活性汚泥を存する第２処理槽で行なう固着性原生動物処理は、上記で述べたように、非固着性原生動物の増殖を制止し、非固着性原生動物が実質的に不存在となる状態で行なう必要があるが、この様な状態は、原生動物の固着性と非固着性を利用して形成することができる。即ち、固着性原生動物は、処理系内に、固着する為の担体となり得る適当な固体物質が存在していると、この固体物質に固着して集殖するようになる。これに対し、非固着性原生動物にはこの様な特性はない。従って、原生動物処理において、被処理液を固着性原生動物用担体の存在下、原生動物の最大比増殖速度以上の処理時間で処理過程を通過させれば、非固着性（自由遊泳性）の原生動物を処理系外へと流去させる一方、固着性の原生動物を処理系内に滞留させ、増殖させることが可能となる。本発明においては、後述するように、この原生動物処理を活性汚泥の存在下で処理する為、活性汚泥が固着性原生動物の為の担体として機能し、非固着性原生動物が実質的に不存在となる状態を容易に形成することができる。
【００３１】
本発明においては、更に第２処理槽内に、例えば、砂、石等の固体粒子や、板状体、布状物、濾紙等を担体として併存させ、固着性原生動物がより固着し易い環境としてもよい。本発明において、上記した固着性原生動物処理を行なう第２処理槽としては、従来から活性汚泥処理方法に用いられている曝気槽を用いればよい。従って、図１に示したように、既存の有機性廃水の活性汚泥処理システムの曝気槽の前に第１処理槽として分散菌相を設け、かかる第１処理槽に砕いた生ゴミを一部原水と共に導入し、ここで細菌により有機物を分解処理した後、細菌処理が終了した第１処理液を、第２処理槽である曝気槽へと導入して通常の有機性廃水処理を行なえばよい。
【００３２】
このように構成すれば、一部原水についても分散菌相で処理して高負荷処理を行なうことになるので、通常の有機性廃水の活性汚泥処理システムに砕いた生ゴミを加えることによって生じる生物負荷の上昇による影響を回避することができ、処理効率が低下することはない。又、上記したように、第２処理槽において行なわれる原生動物処理により、増殖した固着性原生動物を汚泥として含むことになるが、この汚泥は、活性汚泥等の固体粒子や固体物質に対して固着し易い性質を有し、分離性に非常に優れ、沈殿槽や沈殿池等の慣用の固液分離手段によって被処理液中から容易に分離することが可能である為、本発明の食品廃棄物の処理方法で得られる最終処理水は、有機物及び原生動物を含まない濁りのない極めて清浄なものとなる。
【００３３】
更に、本発明の食品廃棄物の処理方法では、第１処理槽内での細菌処理によって被処理液中の有機物が細菌に変換されるが、その際の有機物の細菌への変換率は約４０〜５０％程度になる。換言すると、第１処理槽において、１００重量部あった有機物は、約４０〜５０重量部の細菌に変換したと言える。更に、その細菌は、非凝集性の微粒子状のものであって、被処理液中に個々の菌体に分散した状態で存在している為、原生動物によって極めて捕食され易くなっている。この為、次の第２処理槽における原生動物による細菌除去率は、約９５〜９７％という極めて高い値が得られる。原生動物処理における細菌の原生動物への変換という点からみると、細菌の約３０〜４０％が原生動物に変換される。以上のことから、本発明によれば、１００重量部あった有機物は、先ず、第１処理槽で約４０〜５０重量部の細菌に変換して減量化され、次に、第２処理槽で約１２〜２０重量部の原生動物（汚泥）に変換して更に減量化されると言える。このように、２相活性汚泥処理によれば、同じ量の有機物を処理した場合に、従来の活性汚泥法と比較して汚泥の発生量を大幅に減少させることができる。
【００３４】
本発明において使用する第１処理槽としては、従来より生物処理で使用されている、空気又は酸素通気用の曝気管を備えたものを用いることができる。又、原生動物処理に供される活性汚泥を存する第２処理槽としては、標準型曝気槽、固定床や回転円板型の曝気槽等、従来より活性汚泥処理に用いられている処理槽をいずれも使用することができる。
【００３５】
【実施例】
次に本発明の実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
図１に、本実施例の処理フローを示した。図１に示したように、本実施例では、ＢＯＤで示される廃水中の有機汚濁成分濃度の平均値が５００ｍｇ／ｌの原水を、１０００ｍ³の曝気槽を用いて、１０００ｍ³／日の速度で処理する活性汚泥処理システムを利用した。本実施例では、上記のシステムの曝気槽を第２処理槽とし、該第２処理槽の前に、第１処理槽として５０ｍ³の分散菌槽を配置し、ここに、破砕機（ディスポーザー）によって細かく砕いた生ゴミを導入した。本実施例では、野菜クズ及び魚肉の内臓を主体とする食品加工工場からの生ゴミを処理した。かかる生ゴミの処理量は、１，０００ｋｇ／日とした。
【００３６】
具体的には、生ゴミに原水の一部を加えつつ、破砕機で粥状になるまで破砕して、得られた破砕物を順次分散菌槽へと導入した。この際、原水の一部も分散菌槽へと導入して共に処理した。本実施例では、分散菌槽で処理する原水の処理量を全処理量の１／５の２００ｍ³程度とした。このようにすることで、生ゴミの破砕物を通常の活性汚泥処理システムに導入することによって生じる第２処理槽である曝気槽への負荷が高くなることを有効に抑制することができる。尚、第１処理槽へ、生ゴミの破砕物を入れる場合に、調整槽を設けておき、破砕物と原水とを混合して一定の濃度の被処理液が導入されるようにすることも好ましい。
【００３７】
上記のようにして、２相活性汚泥処理を行った結果、最終処理水のＢＯＤは１０ｍｇ／ｌであり、後述する比較例１の場合よりも清浄な処理液が得られた。又、余剰汚泥の量は、１９５ｋｇ／日であり、後述する比較例１と比べて汚泥の生成量を抑制することができた。又、汚泥の性状を目視にて調べたところ、生ゴミの断片は認められなかった。
【００３８】
細菌処理を行なう第１処理槽には、空気の曝気管を備えたものを用い、又、溶存酸素が５．０ｍｇ／リットルとなるようにエアレーションを行なって稼働させた。又、第１処理槽への被処理液の供給速度は、処理時間が６時間になるようにし、その際の処理温度を２５℃とした。本実施例においては、種菌として、サーブ１を１０ｋｇ添加した。本実施例では、第１処理槽へ導入する被処理液中のＢＯＤで示される有機汚濁成分濃度が、１０，０００（ｍｇ／ｌ）程度となるように調整した。
【００３９】
実施例２
破砕物を５ｍ³の酸発酵処理槽中に入れて、４０℃で１２時間保持して可溶化処理し、この可溶化された破砕物を第１処理槽に導入した以外は実施例１と同様にして２相活性汚泥処理を行った。この結果、最終処理水のＢＯＤは１０ｍｇ／ｌであり、後述する比較例１の場合よりも清浄な処理液が得られた。又、余剰汚泥の量は、１６５ｋｇ／日であり、実施例１の場合と比べて汚泥の生成量を抑制することができることがわかった。又、汚泥の性状を目視にて調べたところ、生ゴミの断片は認められなかった。
【００４０】
実施例３
破砕物を５ｍ³の酵素処理槽中に入れ、この中にリパーゼを１００ｍｇ／ｌの割合で添加して撹拌した後、４０℃で５時間保持して可溶化処理し、この可溶化された破砕物を第１処理槽に導入した以外は実施例１と同様にして２相活性汚泥処理を行った。この結果、最終処理水のＢＯＤは１０ｍｇ／ｌであり、後述する比較例１の場合よりも清浄な処理液が得られた。又、余剰汚泥の量は１６５ｋｇ／日であり、実施例１の場合と比べて汚泥の生成量が抑制できることがわかった。又、汚泥の性状を目視にて調べたところ、生ゴミの断片は認められなかった。
【００４１】
実施例４
破砕物を５ｍ³の熱アルカリ分解槽中に入れ、水酸化ナトリウムを加えて撹拌してｐＨ１０とした後、８０℃に加温し、この状態で１２時間撹拌しながら保持して熱アルカリ分解による可溶化処理し、この可溶化された破砕物を第１処理槽に導入した以外は実施例１と同様にして２相活性汚泥処理を行った。この結果、最終処理水のＢＯＤは１０ｍｇ／ｌであり、後述する比較例１の場合よりも清浄な処理液が得られた。又、余剰汚泥の量は１６５ｋｇ／日であり、実施例１の場合と比べて汚泥の生成量が抑制できることがわかった。又、汚泥の性状を目視にて調べたところ、生ゴミの断片は認められなかった。
【００４２】
比較例１
第１処理槽での分散菌による処理を行なわず、第２処理槽中に生ゴミの破砕物を導入した以外は実施例１と同様にして、活性汚泥処理を行った。この結果、最終処理水のＢＯＤは１００ｍｇ／ｌであり、実施例の場合よりも処理水の水質が劣っていた。又、余剰汚泥の量は３００ｋｇ／日であり、実施例の場合と比べて汚泥の生成量が多かった。又、汚泥の性状を目視にて調べたところ、生ゴミの断片が多数見られ、生物処理が充分に行なわれていないことがわかった。
【００４３】
【発明の効果】
上記したように、本発明によれば、食品加工工場等で生じる食品廃棄物を生物処理によって効率よく処理でき、しかも排ガスや処理廃液による環境汚染の問題を生じることのない食品廃棄物の処理方法が提供される。又、本発明によれば、余剰汚泥や焼却灰といった廃棄物処理によって新たな廃棄物を発生させることのない食品廃棄物の処理方法が提供される。更に、本発明によれば、食品加工工場内で容易に処理できる、小規模施設にも適用できる簡易且つ経済的な食品廃棄物の処理方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の食品廃棄物の処理方法の処理フローを示す図である。
【図２】実施例２の食品廃棄物の処理方法の処理フローを示す図である。
【図３】実施例３の食品廃棄物の処理方法の処理フローを示す図である。
【図４】実施例４の食品廃棄物の処理方法の処理フローを示す図である。
【図５】比較例１の食品廃棄物の処理方法の処理フローを示す図である。

Claims

原水を加えて固形の食品廃棄物を細かく砕いて流動性のある粥状とし、得られた破砕物を上記原水とともに第１処理槽に導入し、該第１処理槽内で原生動物の実質的不存在下で細菌処理し、破砕物中に含まれる有機物を酸化分解すると共に非凝集性細菌に変換した後、第１処理槽からの非凝集性細菌を含む被処理液を、原水を処理するための活性汚泥が存する第２処理槽に原水とともに導入して、該第２処理槽内で非固着性原生動物の実質的不存在下、固着性原生動物処理して非凝集性細菌を固着性原生動物に捕食除去させて好気性生物処理する２相活性汚泥法によって原水の処理と同時に食品廃棄物の処理を行なうことを特徴とする食品廃棄物の処理方法。
更に、破砕物を、酸発酵、酵素分解、アルカリ加水分解、熱分解、アルカリ熱分解のいずれかの方法で可溶化処理し、その後、第１処理槽に導入する請求項１に記載の食品廃棄物の処理方法。