JP6540811B2 - 廃液処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、廃液処理装置に関する。
本願は、２０１５年８月１２日に、日本に出願された特願２０１５−１５９４１６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

周知のように、パームオイルはオイルパーム（ｏｉｌ ｐａｌｍ、和名：アブラヤシ）の果実を加工することによって生産される植物油（成果物）である。このようなパームオイルは、東南アジアが主産地であり、大規模農園であるプランテーションで製造されている。このようなパームオイルの生産に伴い発生する植物由来の廃棄物を、バイオマスとして再資源化することが考えられている。例えば下記特許文献１及び特許文献２には、このオイルパームの幹（トランク）から採取した樹液を原料としてアルコール発酵（エタノール発酵）させることによりバイオエタノール（液体燃料）を製造することが記載されている。

日本国特許第４６６５２５７号公報 日本国特許第４４１８８７１号公報

ところで、パームオイルは、オイルパームの果実を圧搾して得られた汁液を精製することで生産されている。このため、パームオイル生産工程においては、上記汁液からパームオイルが分離された残液がパームオイル廃液（ＰＯＭＥ：Ｐａｌｍ Ｏｉｌ Ｍｉｌｌ Ｅｆｆｌｕｅｎｔ）として多量に排出されている。このようなパームオイル廃液は、有機物を含んだバイオマスであり、メタン発酵処理（嫌気性処理）を用いることによりエネルギー回収しつつ廃液処理することが考えられている。

しかしながら、パームオイル廃液中には油脂分としてのパームオイルが含まれると共に主に前記圧搾時に生成する微小な固形物（懸濁固形物）が混入している。このため、グラニュール型のメタン菌を用いてパームオイル廃液をメタン発酵処理する場合には、所望の発酵効率を維持するために、前記油脂分及び懸濁固形物の濃度をある程度まで低下させる必要がある。すなわち、グラニュール型のメタン発酵槽では、油脂分や懸濁固形物がグラニュール（メタン菌）に付着してメタン菌による有機物の分解効率を低減させる現象を抑制する必要がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、メタン発酵処理に供給される廃液中の固形物の濃度をメタン発酵処理で許容される濃度まで低減することを目的とする。

本発明の廃液処理装置に係る第１の態様は、所定の植物を圧搾処理して発生した廃液を処理する廃液処理装置であって、前記廃液から懸濁固形物を分離して分離液を生成する分離手段と、前記分離液をメタン発酵処理するメタン発酵手段とを備え、前記分離手段は、遠心分離装置と加圧浮上分離装置とを組み合わせたものである。

本発明の廃液処理装置に係る第２の態様は、前記分離手段は、前記遠心分離装置を用いることによって前記廃液から懸濁固形物を分離して第１の分離液を生成し、前記加圧浮上分離装置を用いることによって前記第１の分離液から懸濁固形物を分離して第２の分離液を生成する。

本発明の廃液処理装置に係る第３の態様は、前記加圧浮上分離装置において得られる浮上泡から油脂を分離する第２の遠心分離装置をさらに備える。

本発明の廃液処理装置に係る第４の態様は、前記分離手段は、前記加圧浮上分離装置を用いることによって前記廃液から懸濁固形物を分離して第１の分離液を生成し、前記遠心分離装置を用いることによって前記加圧浮上分離装置において得られる浮上泡から懸濁固形物及び油脂を個別に分離して第２の分離液を生成する。

本発明の廃液処理装置に係る第５の態様は、前記第１〜第４のいずれかの態様において、前記加圧浮上分離装置は、浮上用気泡の粒径が前記廃液あるいは前記第１の分離液に含まれる懸濁固形物の粒径に対して最適設定されている。

本発明の廃液処理装置に係る第６の態様は、前記第１〜第５のいずれかの態様において、前記廃液は、パーム果実の汁液からパームオイルが回収された残液に、前記汁液の沈殿物の脱水液及び／あるいは前記パーム果実の搾汁滓から分離された第２の汁液を加えたものである。

本発明の廃液処理装置に係る第７の態様は、前記第１〜第６のいずれかの態様において、前記メタン発酵手段で得られた消化液を好気性処理する好気性処理設備と、該好気性処理設備の処理液を培養液として所定の浮き草を栽培する浮き草栽培設備と、該浮き草栽培設備で栽培された前記浮き草から肥料成分を回収する肥料成分回収設備とをさらに具備する。

本発明の廃液処理装置に係る第８の態様は、前記第３の態様において、前記第２の遠心分離装置を６０〜８０℃に加温する。

本発明によれば、遠心分離機と加圧浮上分離装置とを組み合わせた分離手段によって廃液から懸濁固形物を分離して分離液を生成するので、メタン発酵処理に供給される廃液つまり前記分離液中の懸濁固形物の濃度をメタン発酵処理で許容される濃度まで低減させることが可能となる。したがって、本発明によれば、グラニュール型のメタン菌を用いて廃液をメタン発酵処理する場合に、所望の発酵効率（処理効率）を維持することができる。

本発明の実施形態におけるパームオイル生産システムのフロー図である。 本発明の第１実施形態における阻害物分離設備の詳細構成図である。 本発明の第２実施形態における阻害物分離設備の詳細構成図である。 本発明の第３実施形態における阻害物分離設備の詳細構成図である。 本発明におけるパームオイル廃液の温度と油分回収率の関係を示す図である。

[第１実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る廃液処理装置について説明する。
図１は、本実施形態におけるパームオイル生産システムのフロー図である。このパームオイル生産システムは、植物の一種であるオイルパームから植物油の一種であるパームオイルを生産するシステムであり、このパームオイルの生産過程で大量のパームオイル廃液（ＰＯＭＥ：Ｐａｌｍ Ｏｉｌ Ｍｉｌｌ Ｅｆｆｌｕｅｎｔ）を排出する。詳細については後述するが、このパームオイル廃液は、有機物を含んだバイオマスの一種である。本実施形態に係る廃液処理装置Ａは、このようなパームオイル廃液を処理する一種の水処理設備であり、パームオイル生産システムに付帯的に設けられている。

上記パームオイル生産システムは、図１に示すように、パームプランテーション１、果実分離設備２、搾汁設備３、沈殿処理設備４、汚泥分離設備５、パームオイル回収設備６、搾汁滓処理設備７、阻害物分離設備８（分離手段）、メタン発酵設備９（メタン発酵手段）、好気性処理設備１０、発電設備１１、浮き草栽培設備１２、肥料成分回収設備１３及びパームオイル精製設備１４を備えている。これら各設備のうち、阻害物分離設備８、メタン発酵設備９、好気性処理設備１０、浮き草栽培設備１２及び肥料成分回収設備１３は、本実施形態における廃液処理装置Ａを構成している。

これら各設備のうち、パームプランテーション１は、オイルパーム（和名：アブラヤシ）を栽培する大規模農園である。オイルパームは、ヤシ科の植物であり、パームオイルの原料植物である。パームプランテーション１において栽培されたオイルパームからは、パーム果房Ｘ１が収穫される。パーム果房Ｘ１は、複数のパーム果実Ｘ２が房となったものであり、果実分離設備２へと供給される。

果実分離設備２は、パーム果房Ｘ１からパーム果実Ｘ２を分離する設備である。果実分離設備２は、高温蒸気発生装置を備えており、パーム果房Ｘ１に高温蒸気を当てることにより加熱処理を行う。これにより、パーム果房Ｘ１は、柔軟化し、滅菌される。果実分離設備２は、加熱処理されたパーム果房Ｘ１をカッターで切断することによりパーム果実Ｘ２を分離する。果実分離設備２は、パーム果房Ｘ１から分離されたパーム果実Ｘ２を搾汁設備３へと供給し、残渣物である空果房（ＥＦＢ：Ｅｍｐｔｙ Ｆｒｕｉｔ Ｂｕｎｃｈ）を不図示の廃棄処理設備へと供給する。

搾汁設備３は、圧搾装置を備え、パーム果実Ｘ２を圧搾することにより汁液である搾汁液Ｘ３を取り出す設備である。搾汁液Ｘ３は、パーム果実Ｘ２に本来的に含まれる粗パームオイル、水分及び水溶性多糖類を主成分とする液体であり、圧搾によって主に生成された微小な固形物が混入している。この固形物は、主に不溶性食物繊維（不溶性多糖類）である。搾汁設備３は、搾汁液Ｘ３を沈殿処理設備４へと供給する一方、搾汁滓Ｘ４を搾汁滓処理設備７へと供給する。なお、搾汁滓Ｘ４は、パーム果実Ｘ２の繊維質が主成分の固体であるが、粗パームオイル、水分及び水溶性多糖類を含んでいる。

沈殿処理設備４は、沈殿タンクを備え、この沈殿タンクに搾汁液Ｘ３を静置・貯留することにより、沈殿物Ｘ５と上澄み液Ｘ６とに分離する設備である。この沈殿処理設備４では、搾汁液Ｘ３から粒径が比較的大きな固形物が沈殿物Ｘ５として取り除かれることによって上澄み液Ｘ６が生成される。沈殿物Ｘ５は、粒径が比較的大きな固形物が主成分であるが、液体成分を含んだ泥状物である。また、上澄み液Ｘ６は、粗パームオイル、水分及び水溶性多糖類を主成分とするものの、粒径が比較的小さな固形物が含まれた液体である。沈殿処理設備４は、沈殿物Ｘ５を汚泥分離設備５へと供給し、上澄み液Ｘ６をパームオイル回収設備６へと供給する。

汚泥分離設備５は、沈殿物Ｘ５に含まれる液体成分を分離する設備である。汚泥分離設備５は、例えば遠心分離機を備えており、この遠心分離機によって沈殿物Ｘ５を脱水液（パームオイル廃液Ｘ７Ａ）と分離汚泥Ｘ８とに分離する。パームオイル廃液Ｘ７Ａは、水分及び多糖類を主成分とした液体であり、油脂（粗パームオイル）が多少含まれると共に、粒径が比較的小さな固形物が懸濁固形物（ＳＳ：Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｓｏｌｉｄ）とが混入している懸濁液である。一方、分離汚泥Ｘ８は、固形物が主成分であるものの、油脂（粗パームオイル）を多少含んでいる。このため、汚泥分離設備５は、分離汚泥Ｘ８を上流の沈殿処理設備４へと戻すことにより油脂（粗パームオイル）の再回収を促す一方、パームオイル廃液Ｘ７Ａを阻害物分離設備８へと供給する。

パームオイル回収設備６は、上澄み液Ｘ６から粗パームオイルＸ９（ＣＰＯ：Ｃｒｕｄｅ Ｐａｌｍ Ｏｉｌ）を分離する設備である。このパームオイル回収設備６は、例えば遠心分離機を備えており、この遠心分離機を用いて上澄み液Ｘ６を粗パームオイルＸ９とパームオイル廃液Ｘ７Ｂとに分離し、パームオイル廃液Ｘ７Ｂを阻害物分離設備８へ供給する一方、粗パームオイルＸ９をパームオイル精製設備１４に供給する。粗パームオイルＸ９は、不純物（油溶性不純物）を含む状態のパームオイルであり、パームオイル精製設備１４は、粗パームオイルＸ９に精製処理を施すことにより製品としてのパームオイルＸ９Ａを生成する。

搾汁滓処理設備７は、搾汁滓Ｘ４から液体成分（第２の汁液）を分離するための設備である。この搾汁滓処理設備７は、例えば遠心分離機を備え、この遠心分離機を用いて、パーム果実Ｘ２の殻（ＰＫＳ：Ｐａｌｍ Ｋｅｒｎｅｌ Ｓｈｅｌｌ）等の固形物と第２の汁液とを分離する。搾汁滓処理設備７は、前記固形物を不図示の廃棄処理設備へ供給し、第２の汁液をパームオイル廃液Ｘ７Ｃとして阻害物分離設備８へ供給する。

阻害物分離設備８には、上述した３種類のパームオイル廃液Ｘ７Ａ〜Ｘ７Ｃの混合液がパームオイル廃液Ｘ７Ｄとして供給される。この阻害物分離設備８は、本実施形態における分離手段であり、遠心分離装置と加圧浮上分離装置とを組み合わせた設備である。また、阻害物分離設備８は、遠心分離装置と加圧浮上分離装置とを用いることにより、パームオイル廃液Ｘ７Ｄから懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）を分離し、この分離によって得られた分離液Ｘ１０をメタン発酵設備９に供給する。なお、懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）は、後段のメタン発酵設備９におけるメタン発酵の阻害物である。

図２は、阻害物分離設備８の詳細構成図である。この図２に示すように、阻害物分離設備８は、遠心分離装置８０、油分分離タンク８１、加圧浮上分離装置８２及び脱気タンク８３を備えている。遠心分離装置８０は、三相分離型の遠心分離機であり、パームオイル廃液Ｘ７Ｄを懸濁固形物Ｘ７ａ、比重が比較的重い液体（重液Ｘ７ｂ）、比重が比較的軽い液体（軽液Ｘ７ｃ）の三相に分離させる。

懸濁固形物Ｘ７ａは、上述したように搾汁設備３による圧搾によって主に発生するものであり、また粒径が比較的小さな固形物である。重液Ｘ７ｂは、水分及び水溶性多糖類を主成分とする液体である。また、軽液Ｘ７ｃは、パームオイルに不純物（油溶性不純物）が混入した粗パームオイルである。遠心分離装置８０は、このような懸濁固形物Ｘ７ａを廃棄処理設備（不図示）へ供給し、重液Ｘ７ｂを油分分離タンク８１へ供給し、軽液Ｘ７ｃを粗パームオイルＸ９としてパームオイル精製設備１４へ供給する。

油分分離タンク８１は、重液Ｘ７ｂを緩やかに撹拌することで重液Ｘ７ｂの層分離を促すタンクである。この油分分離タンク８１は、前記層分離によって浮上した重液Ｘ７ｂ中の油脂Ｘ７ｄ（粗パームオイル）をパームオイル精製設備１４へ供給する一方、前記層分離によって油脂が分離された重液を第１の分離液Ｘ７ｅとして加圧浮上分離装置８２へ供給する。

ここで、パームオイル廃液Ｘ７Ａ〜Ｘ７Ｃの性状つまりパームオイル廃液Ｘ７Ｄの性状にも依るが、第１の分離液Ｘ７ｅには一定量の懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）が未だ含まれている。加圧浮上分離装置８２は、加圧溶解機８２ａ及び浮上タンク８２ｂを備えており、空気を原水中に加圧溶解させた加圧水Ｙを第１の分離液Ｘ７ｅに混合させることにより、第１の分離液Ｘ７ｅから懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）をさらに分離する。

加圧溶解機８２ａは、外部から取り込んだ原水と大気から取り込んだ空気とを所定のポンプを用いて撹拌しながら加圧することにより、原水中に空気を加圧溶解させた加圧水Ｙを生成する。油分分離タンク８１と浮上タンク８２ｂとの間には第１の分離液Ｘ７ｅを油分分離タンク８１から浮上タンク８２ｂに供給する配管が設けられており、加圧溶解機８２ａは、このような配管の途中部位に加圧水Ｙを供給する。

浮上タンク８２ｂは、前記配管から供給される第１の分離液Ｘ７ｅと加圧水Ｙとの混合液を貯留する容器である。この浮上タンク８２ｂでは、加圧水Ｙに含まれる気泡が第１の分離液Ｘ７ｅに含まれる懸濁固形物（ＳＳ）に付着することにより、当該懸濁固形物（ＳＳ）を第１の分離液Ｘ７ｅから浮上分離する。

ここで、第１の分離液Ｘ７ｅには油脂（粗パームオイル）も含まれているが、この油脂（粗パームオイル）は、最も主な成分が水である第１の分離液Ｘ７ｅ中において固形物である懸濁固形物（ＳＳ）に付着しているため、懸濁固形物（ＳＳ）と共に第１の分離液Ｘ７ｅから浮上分離する。加圧浮上分離装置８２は、このようにして懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）を浮上泡Ｘ７ｆとして第１の分離液Ｘ７ｅから分離した第２の分離液Ｘ７ｇを脱気タンク８３に供給する。

加圧浮上分離装置８２では懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）が第１の分離液Ｘ７ｅから分離されるが、加圧浮上分離装置８２の分離性能（分離効率）は加圧水Ｙに含まれる気泡の粒径に依存する。すなわち、加圧浮上分離装置８２の分離性能（分離効率）を最大化するためには、懸濁固形物（ＳＳ）の粒径に対して気泡の粒径を最適化する必要がある。

パームオイル廃液Ｘ７Ａ〜Ｘ７Ｃの性状にも依るが、実際にサンプリングしたパームオイル廃液における懸濁固形物（ＳＳ）の粒径は、平均３２μｍであった。このような粒径の懸濁固形物（ＳＳ）を浮上させるためには、懸濁固形物（ＳＳ）の粒径よりも小さい粒径の気泡を懸濁固形物の表面に複数個付着させることが必要である。最適な気泡の粒径を実験によって確認したところ、粒径の中央値が懸濁固形物（ＳＳ）の粒径よりも小さい２０μｍである加圧水Ｙが最適であった。

第２の分離液Ｘ７ｇには、加圧水Ｙに起因する気泡（空気）が含まれている。脱気タンク８３は、第２の分離液Ｘ７ｇを所定時間に亘って貯留する静置タンクであり、第２の分離液Ｘ７ｇに含まれる気泡（空気）を脱気する。この脱気タンク８３における第２の分離液Ｘ７ｇの脱気処理は、後段のメタン発酵設備９におけるメタン発酵（嫌気性発酵）を促進するためのものである。脱気タンク８３は、第２の分離液Ｘ７ｇから空気が分離（脱気）された液を分離液Ｘ１０としてメタン発酵設備９へ供給する。

表１は、このような本実施形態における阻害物分離設備８による処理を行った時の油脂及び懸濁固形物の残存量の一例を示す表である。なお、この例では、第１の分離液Ｘ７ｅに４倍量の加圧水Ｙを添加した場合、つまり第１の分離液Ｘ７ｅを加圧水Ｙで５倍希釈し、浮上処理を行った場合の第２の分離液Ｘ７ｇについて測定した。

メタン発酵設備９において好適な懸濁固形物及び油脂の濃度基準は、懸濁固形物１０００ｍｇ／Ｌ未満、油脂１００ｍｇ／Ｌ未満とされている。表１に示すように、遠心分離処理のみを行った第１の分離液Ｘ７ｅは上記基準を上回っている。これに対して、遠心分離処理に加えて加圧浮上処理を行った第２の分離液Ｘ７ｇは、懸濁固形物が１６５ｍｇ／Ｌであり、油脂が７０ｍｇ／Ｌであることから、上記基準を十分に下回っている。したがって、本実施形態における阻害物分離設備８は極めて有用な設備である。

図１に戻り、メタン発酵設備９は、本実施形態におけるメタン発酵手段であり、メタン菌（嫌気性細菌）を用いることにより分離液Ｘ１０をメタン発酵処理する設備である。具体的には、メタン発酵設備９は、グラニュール型のメタン菌が収容された密閉型のタンクであり、阻害物分離設備８から順次供給される分離液Ｘ１０を所定時間に亘って貯留する。

ここで、メタン発酵設備９における好適な発酵温度は３７℃程度である。これに対して、阻害物分離設備８からメタン発酵設備９に供給される分離液Ｘ１０の温度は、上記３７℃を越える温度である。このような事情から、メタン発酵設備９には、好適な発酵温度を設定・維持するために、後段の好気性処理設備１０及び浮き草栽培設備１２から冷却水Ｘ１９（希釈水）が流入している。

また、メタン菌（嫌気性細菌）は、金属塩であるニッケル化合物Ｘ１１、コバルト化合物Ｘ１２及びモリブデン化合物Ｘ１３を栄養として必要とする。このため、メタン発酵設備９には、例えばニッケル化合物Ｘ１１、コバルト化合物Ｘ１２及びモリブデン化合物Ｘ１３が定期的に添加される。

このようなメタン発酵設備９では、メタン菌に作用によって分離液Ｘ１０中の有機物（多糖類）が分解処理（メタン発酵処理）されることにより、メタン発酵処理液Ｘ１４（消化液）とバイオガスＸ１５（消化ガス）が発生する。メタン発酵処理液Ｘ１４は、メタン発酵処理によって分解し切れない有機物（多糖類）を含んだ有機性廃液であり、バイオガスＸ１５は、メタンガス及び二酸化炭素を主成分とする可燃性ガスである。メタン発酵設備９は、メタン発酵処理液Ｘ１４を好気性処理設備１０へ供給する一方、バイオガスＸ１５（消化ガス）を発電設備１１に供給する。

好気性処理設備１０は、メタン発酵処理液Ｘ１４（消化液）に対して、活性汚泥（好気性細菌）による好気性処理を行う設備である。好気性処理設備１０は、活性汚泥（好気性細菌）が収容されると共に曝気用ポンプが設けられた貯留池である。このような好気性処理設備１０では、メタン発酵処理液Ｘ１４に残存する有機物（多糖類）が好気性細菌によって分解されることにより好気性処理液Ｘ１６が発生する。この好気性処理液Ｘ１６は、メタン発酵処理液Ｘ１４よりも有機物量が減少し、無機系栄養素（リン、窒素、カリウム等）を多く含む液体である。好気性処理設備１０は、このような好気性処理液Ｘ１６を浮き草栽培設備１２に培養液として供給する。また、好気性処理設備１０は、好気性処理液Ｘ１６の一部をメタン発酵設備９に冷却水Ｘ１９Ａとして供給している。

発電設備１１は、バイオガスＸ１５（消化ガス）に含まれるメタンガスを燃料として発電を行う設備である。この発電設備１１には、バイオガスＸ１５（消化ガス）から可燃性ガスであるメタンガスを分離するガス分離装置が備えられており、このガス分離装置で分離したメタンガスをエンジンで燃焼させて得られる動力によって発電機を駆動する。このような発電設備１１が発生する電力は、パームオイル生産システムにおいて電力を必要とする設備、例えばパームプランテーション１、果実分離設備２、搾汁設備３及び阻害物分離設備８（分離手段）に供給される。例えば、阻害物分離設備８では加圧溶解機８２ａの動力源として発電設備１１の電力を利用する。

浮き草栽培設備１２は、オイルパームに与える有機肥料として用いられる浮き草Ｘ１７を栽培する設備である。浮き草栽培設備１２には、好気性処理液Ｘ１６が培養液として供給されており、浮き草Ｘ１７は原水で希釈された好気性処理液Ｘ１６によって生育される。浮き草Ｘ１７には、例えば、ミジンコウキクサ、コウキクサあるいはウキクサ等が適している。浮き草栽培設備１２は、このようにして生育された浮き草Ｘ１７を有機肥料へと加工するため、肥料成分回収設備１３へと供給する。浮き草栽培設備１２に供給された好気性処理液Ｘ１６は、浮き草に無機栄養分が吸収され、水が主成分となる。このため、浮き草栽培設備１２は、上記液体の一部を冷却水Ｘ１９Ｂとしてメタン発酵設備９へと供給し、残渣液は放流水Ｘ２０として外部へと放流する。

肥料成分回収設備１３は、浮き草Ｘ１７を有機肥料化するための設備である。この設備は、例えば微生物による浮き草Ｘ１７の発酵が行われることで生成される有機肥料Ｘ１８をパームプランテーション１に供給している。

次に、このように構成されたパームオイル生産システムの動作について説明する。
パームプランテーション１では、所定面積の生育地（畑）に多数のオイルパームを栽培している。オイルパームに実ったパーム果実Ｘ２が収穫に適した大きさまで生育すると、パーム果房Ｘ１ごと収穫され、果実分離設備２へ送られる。パーム果房Ｘ１は、果実分離設備２において高温蒸気による加熱処理が行われる。続いて、加熱されたパーム果房Ｘ１は、カッターにより、パーム果実Ｘ２と空果房とに分離される。分離されたパーム果実Ｘ２は、搾汁設備３へと送られる。

分離されたパーム果実Ｘ２は、搾汁設備３において、圧搾装置による圧搾が行われることで、搾汁液Ｘ３と搾汁滓Ｘ４とに分離される。搾汁液Ｘ３は、沈殿処理設備４へ送られ、搾汁滓Ｘ４は、搾汁滓処理設備７へ送られる。搾汁液Ｘ３は、沈殿処理設備４において沈殿タンクに静置されることにより、沈殿物Ｘ５と上澄み液Ｘ６とに層分離される。沈殿物Ｘ５は、汚泥処理設備５へ送られ、上澄み液Ｘ６は、パームオイル回収設備６へ送られる。搾汁滓Ｘ４は、搾汁滓処理設備７において、遠心分離機による処理が行われ、固形物とパームオイル廃液Ｘ７Ｃとに分離される。このうち、パームオイル廃液Ｘ７Ｃは、阻害物分離設備８へ送られる。また、固形物は、不図示の処理設備へと送られる。

沈殿物Ｘ５は、汚泥処理設備５において、遠心分離機による処理が行われ、パームオイル廃液Ｘ７Ａと分離汚泥Ｘ８とに分離される。パームオイル廃液Ｘ７Ａは阻害物分離設備８へ送られ、分離汚泥Ｘ８は沈殿処理設備４へ送られる。上澄み液Ｘ６は、パームオイル回収設備６において、遠心分離機による処理が行われ、粗パームオイルＸ９とパームオイル廃液Ｘ７Ｂとに分離される。パームオイル廃液Ｘ７Ｂは阻害物分離設備８へと送られ、粗パームオイルＸ９はパームオイル精製設備１４へ送られる。

パームオイル廃液Ｘ７Ａ〜Ｘ７Ｃは、混合されたパームオイル廃液Ｘ７Ｄとして阻害物分離設備８に供給される。そして、このパームオイル廃液Ｘ７Ｄは、最初に遠心分離装置８０で懸濁固形物Ｘ７ａ、重液Ｘ７ｂ、軽液Ｘ７ｃに分離される。重液Ｘ７ｂは、油分分離タンク８１で油脂が浮上分離され、残渣液である第１の分離液Ｘ７ｅが浮上タンク８２ｂへ送られるが、この第１の分離液Ｘ７ｅには加圧溶解機８２ａから供給された加圧水Ｙが途中で混合されて浮上タンク８２ｂに供給される。浮上タンク８２ｂでは、加圧水Ｙに含まれる気泡（空気）が第１の分離液Ｘ７ｅ内の懸濁固形物（ＳＳ）に付着することにより、この懸濁固形物（ＳＳ）が予め付着している油脂（粗パームオイル）と共に浮上泡Ｘ７ｆとして第１の分離液Ｘ７ｅから浮上分離する。

浮上タンク８２ｂから排出された第２の分離液Ｘ７ｇは、脱気タンク８３において脱気処理が行われ、分離液Ｘ１０としてメタン発酵設備９へ送られる。メタン発酵設備９では、分離液Ｘ１０がメタン発酵処理されることにより分離液Ｘ１０中の有機物（多糖類）が分解され、メタン発酵処理液Ｘ１４（消化液）とバイオガスＸ１５（消化ガス）とが発生する。

バイオガスＸ１５（消化ガス）は、発電設備１１へと供給され、発電燃料となる。また、メタン発酵処理液Ｘ１４は、好気性処理設備１０へ送られて有機物が分解されて無機化され、好気性処理液Ｘ１６として浮き草栽培設備１２へと送られる。また、好気性処理液Ｘ１６の一部は、分離液Ｘ１０の冷却水Ｘ１９としてメタン発酵設備９へ送られる。

好気性処理液Ｘ１６は、浮き草栽培設備１２において、浮き草Ｘ１７の培養液として供給される。浮き草Ｘ１７は、好気性処理液Ｘ１６のリン、カリウム及び窒素等を吸収して成長する。成長した浮き草Ｘ１７は、収穫され、肥料成分回収設備１３へ送られる。浮き草Ｘ１７は、肥料回収設備１３において、有機肥料Ｘ１８へと加工される。また、好気性処理液Ｘ１６の残渣液は、一部がメタン発酵設備９の冷却水Ｘ１９としてメタン発酵設備９に送られ、残りは廃水として外部に排出される。

本実施形態によれば、メタン発酵設備９の前段に遠心分離装置８０と加圧浮上分離装置８２とを備えた阻害物分離設備８が設けられており、阻害物分離設備８においてパームオイル廃液Ｘ７Ｄ中の懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）が分離除去される。したがって、本実施形態によれば、メタン発酵設備９に投入する分離液Ｘ１０中の懸濁固形物（ＳＳ）及び油脂（粗パームオイル）の濃度をメタン発酵処理で許容される濃度（条件）まで低減することが可能であり、よってメタン発酵処理の処理効率を所望の処理効率に維持することができる。

また、本実施形態によれば、遠心分離装置８０と加圧浮上分離装置８２との間に油分分離タンク８１を設けたので、油脂（粗パームオイル）の回収効率、つまりパームオイルの生産効率を向上させることができる。

[第２実施形態]
本発明の第２実施形態に係る廃液処理装置について図３を参照して説明する。本実施形態は、上述した第１実施形態の阻害物分離設備８に代えて、阻害物分離設備８Ａを備えるものである。以下の説明では、第１実施形態と共通する部分については同一の符号を用い、再度の説明を省略する。図３は、第２実施形態における阻害物分離設備８Ａの詳細装置構成図である。

本実施形態の阻害物分離設備８Ａは、遠心分離装置８０と、油分分離タンク８１と、加圧浮上分離装置８２と、脱気タンク８３と、浮上泡遠心分離装置（第２の遠心分離装置）８４を備えている。浮上泡遠心分離装置８４は、加圧浮上分離装置８２によって浮上した浮上泡Ｘ７ｆを、さらに油脂と、懸濁固形物と、液体とに分離するための３相分離型遠心分離装置である。

浮上タンク８２ｂより回収した浮上泡Ｘ７ｆは、浮上泡遠心分離装置８４による処理を行うと、固形物と、液体Ｘ７ｈと、油脂Ｘ７ｉに分離する。この油脂Ｘ７ｉは、油溶性不純物を含んだ粗パームオイルである。このため、パームオイル精製設備１４へと供給される。また、液体Ｘ７ｈは第２の分離液Ｘ７ｇと共に脱気タンク８３へと供給される。固形物は、絞り滓等と同様に、不図示の廃棄処理設備へと供給される。さらに、脱気タンク８３において脱気された油脂Ｘ７ｉ及び液体Ｘ７ｈは、分離液Ｘ１０Ａとしてメタン発酵設備９へと供給される。

本実施形態における阻害物分離設備８Ａによれば、廃棄物である浮上泡Ｘ７ｆに多く含まれる粗パームオイルＸ９を回収することができる。したがって、パームオイルの回収効率を向上させることができる。

[第３実施形態]
本発明の第３実施形態に係る廃液処理装置について図４を参照して説明する。本実施形態は、上述した第１実施形態の阻害物分離設備８に代えて、阻害物分離設備８Ｂを備えるものである。以下の説明では、第１実施形態と共通する部分については同一の符号を用い、再度の説明を省略する。図４は、第３実施形態における阻害物分離設備８Ｂの概略構成図である。

本実施形態における阻害物分離設備８Ｂは、油分分離タンク８１と、加圧浮上分離装置８２と、脱気タンク８３と、浮上泡遠心分離装置８４とを備えている。パームオイル廃液Ｘ７は、このような阻害物分離設備８Ｂにおいて、まず浮上タンク８２ｂへと供給される。加圧浮上処理が施されることで、パームオイル廃液Ｘ７中の懸濁固形物及び油脂が浮上泡Ｘ７ｊとして回収され、残渣液である分離液Ｘ７ｋは脱気タンク８３へと供給される。浮上泡Ｘ７ｊは、浮上泡遠心分離装置８４へと供給され、さらに遠心分離処理が施される。これにより、浮上泡Ｘ７ｊは、固形物と、重液Ｘ７ｍと、軽液Ｘ７ｎ（油脂）とに分離する。

軽液Ｘ７ｎは、粗パームオイルとして、パームオイル精製設備１４へと送られ、固形物は不図示の廃棄処理設備へと送られる。また、重液Ｘ７ｍは、油分分離タンク８１へと供給され、重液Ｘ７ｍ中に含まれる油脂Ｘ７ｐが分離される。油脂Ｘ７ｐは、軽液Ｘ７ｎと共に、粗パームオイルとして、パームオイル精製設備１４へと送られる。軽液油脂が分離された重液Ｘ７ｍは、分離液Ｘ７ｋとして、脱気タンク８３へと供給される。さらに、脱気された分離液Ｘ７ｋは、分離液Ｘ１０Ｂとして、図１に示すメタン発酵設備９へと供給される。

本実施形態における阻害物分離設備８Ｂによれば、浮上泡Ｘ７ｊより粗パームオイルＸ９を回収することができる。さらに、第２実施形態と比較して装置構成を簡素化することが可能である。したがって、パームオイル製造施設全体の効率を向上させることができる。

図５は、本発明におけるパームオイル廃液の温度と油分回収率の関係を示す図である。パームオイル廃液の温度が低下すると、油分回収率が低下する。
これは、パームオイル廃液の温度が低下すると油分の流動性が低下し、懸濁固形物に付着する油分の分離が悪くなるためと考えられる。
したがって、本発明ではパームオイル廃液の温度が６０〜８０℃であることが好ましく、７８℃であることがより好ましい。
したがって、パームオイル廃液の温度を６０〜８０℃に維持するために、浮上泡遠心分離装置８４を加温することが好ましい。浮上泡遠心分離装置８４を加温する方法は、６０〜８０℃の蒸気を外部から注入してもよく、廃液処理装置の排熱を再利用してもよい。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態に係る廃液処理装置では、パームオイル廃液Ｘ７Ｄを、汚泥分離設備５から供給されるパームオイル廃液Ｘ７Ａと、パームオイル回収設備６から供給されるパームオイル廃液Ｘ７Ｂと、搾汁滓処理設備７から供給されるパームオイル廃液Ｘ７Ｃの混合液としたが、本発明はこれに限定されない。パームオイル回収設備６より供給されるパームオイル廃液Ｘ７Ｂが、パームオイル廃液Ｘ７Ｄの大半を占める。このため、パームオイル廃液Ｘ７Ｄをパームオイル回収設備６のみから供給されるものとしてもよい。

（２）上記実施形態に係る廃液処理装置では、阻害物分離設備８、阻害物分離設備８Ａ及び阻害物分離設備８Ｂは、油分分離タンク８１を備える構成としたが、本発明はこれに限定されない。阻害物分離設備８、阻害物分離設備８Ａ及び阻害物分離設備８Ｂは、油分分離タンク８１を備えない構成としてもよい。油分分離タンク８１を備えない構成とすると、工程を単純化することができる。
また、上記実施形態に係る廃液処理装置では、阻害物分離設備を備える構成としたが、パームオイル廃液Ｘ７Ｄの性状により、阻害物分離設備を省略し、工程を単純化することができる。

（３）上記実施形態の加圧浮上分離装置８２は、第１の分離液Ｘ７ｅに４倍量の加圧水Ｙを添加することで５倍希釈して浮上タンク８２ｂに貯留したが、本発明はこれに限定されない。第１の分離液Ｘ７ｅに例えば１．５倍量の希釈水を注入し、さらに第１の分離液Ｘ７ｅの例えば２．５倍量の加圧水Ｙを注入することにより第１の分離液Ｘ７ｅを５倍希釈してもよい。このような構成によれば、加圧水Ｙの注入量を削減することができるため、加圧水Ｙを作製するに当たって必要となるエネルギー量を削減することができ、よって廃液処理装置のランニングコストを削減することができる。

（４）上記（３）において、上記希釈水として第２の分離液Ｘ７ｇまたは分離液Ｘ７ｋを用いることが可能である。第２の分離液Ｘ７ｇまたは分離液Ｘ７ｋを希釈水として用いることにより、希釈水を外部から取得する必要がなくなるため、廃液処理装置のランニングコストを削減することができる。

（５）上記実施形態では、懸濁固形物及び油脂の濃度基準を懸濁固形物１０００ｍｇ／Ｌ未満、油脂１００ｍｇ／Ｌ未満としたが、懸濁固形物及び油脂の濃度基準はこれに限定されない。上述したように加圧浮上分離装置８２を用いることによって比較的大きな粒径（例えば５０μｍ以上）の懸濁固形物（ＳＳ）が除去されるので、第２の分離液Ｘ７ｇまたは分離液Ｘ７ｋは比較的小さな粒径（例えば５０μｍより小さい）の懸濁固形物（ＳＳ）を含む。

このような比較的小さな粒径の懸濁固形物（ＳＳ）は、グラニュール（メタン菌）に付着し難いので、メタン発酵設備９におけるメタン発酵処理の阻害要因になり難い。また、このような比較的小さな粒径の懸濁固形物（ＳＳ）に付着した油脂は、懸濁固形物（ＳＳ）の粒径が比較的小さいが故にグラニュール（メタン菌）に付着し難いので、メタン発酵設備９におけるメタン発酵処理の阻害要因になり難い。したがって、懸濁固形物及び油脂の濃度基準を例えば懸濁固形物１０００ｍｇ／Ｌ未満、油脂３００ｍｇ／Ｌ未満に設定してもよい。

（６）上記実施形態は、パーム油の製造過程で排出されるパームオイル廃液（ＰＯＭＥ）の処理に関するものであるが、本発明はこれに限定されない。本発明は、原料となる植物を圧搾処理して発生した微小な固形物が不可避的に含まれる廃液（有機性廃液）であれば、パームオイル廃液（ＰＯＭＥ）以外の物にも適用可能である。例えば、パームの葉や幹、バナナ、サトウキビ、トウモロコシ、キャッサバ、サゴ椰子、ヤムイモ、ソルガムあるいは馬鈴薯に搾汁等の所定の処理を施して発生する廃液（有機性廃液）にも適用可能である。

（７）上記実施形態では、パームオイル廃液（ＰＯＭＥ）を処理対象としたので、懸濁固形物（ＳＳ）に加えて油脂をも除去したが、本発明はこれに限定されない。また、パームオイル廃液（ＰＯＭＥ）では油脂が懸濁固形物（ＳＳ）に付着しているので、懸濁固形物（ＳＳ）を除去することにより油脂をも除去することが可能であった。しかしながら、上述した有機性廃液には、微小な固形物が不可避的に含まれるものの、油脂は含まれないものがある。したがって、本発明は、グラニュール型のメタン発酵の阻害要因として、少なくとも懸濁固形物（ＳＳ）を除去するものである。

本発明によれば、グラニュール型のメタン発酵処理で許容される濃度まで、廃液中の油脂分及び固形物の濃度を低減することができる。

Ａ 廃液処理装置
１ パームプランテーション
２ 果実分離設備
３ 搾汁設備
４ 沈殿処置設備
５ 汚泥分離設備
６ パームオイル回収設備
７ 搾汁滓処理設備
８ 阻害物分離設備（分離手段）
８０ 遠心分離装置
８１ 油分分離タンク
８２ 加圧浮上分離装置
８２ａ 加圧溶解機
８２ｂ 浮上タンク
８３ 脱気タンク
８４ 浮上泡遠心分離装置（第２の遠心分離装置）
９ メタン発酵設備(メタン発酵手段）
１０ 好気性処理設備
１１ 発電設備
１２ 浮き草栽培設備
１３ 肥料成分回収設備
１４ パームオイル精製設備
Ｘ１ パーム果房
Ｘ２ パーム果実
Ｘ３ 搾汁液
Ｘ４ 搾汁滓
Ｘ５ 沈殿物
Ｘ６ 上澄み液
Ｘ７Ａ〜Ｄ パームオイル廃液
Ｘ７ａ 懸濁固形物
Ｘ７ｂ 重液
Ｘ７ｃ 軽液
Ｘ７ｄ 油脂
Ｘ７ｅ 第１の分離液
Ｘ７ｆ 浮上泡
Ｘ７ｇ 第２の分離液
Ｘ７ｈ 液体
Ｘ７ｉ 油脂
Ｘ７ｊ 浮上泡
Ｘ７ｋ 分離液
Ｘ７ｍ 重液
Ｘ７ｎ 軽液
Ｘ７ｐ 油脂
Ｘ８ 分離汚泥
Ｘ９ 粗パームオイル
Ｘ１０ 分離液
Ｘ１０Ａ 分離液
Ｘ１０Ｂ 分離液
Ｘ１１ ニッケル化合物
Ｘ１２ コバルト化合物
Ｘ１３ モリブデン化合物
Ｘ１４ メタン発酵処理液
Ｘ１５ バイオガス
Ｘ１６ 好気性処理液
Ｘ１７ 浮き草
Ｘ１８ 有機肥料
Ｘ１９ 冷却水
Ｘ２０ 放流水
Ｙ 加圧水

Claims (6)

1. 所定の植物を圧搾処理して発生した廃液を処理する廃液処理装置であって、
   前記廃液から懸濁固形物を分離して分離液を生成する分離手段と、
   前記分離液をメタン発酵処理するメタン発酵手段とを備え、
   前記分離手段は、遠心分離装置と加圧浮上分離装置とを組み合わせたものであり、
   前記分離手段は、前記遠心分離装置を用いることによって前記廃液から懸濁固形物を分離して第１の分離液を生成し、前記加圧浮上分離装置を用いることによって前記第１の分離液から懸濁固形物を分離して第２の分離液を生成し、
   前記加圧浮上分離装置において得られる浮上泡から油脂を分離する第２の遠心分離装置をさらに備える廃液処理装置。
2. 所定の植物を圧搾処理して発生した廃液を処理する廃液処理装置であって、
   前記廃液から懸濁固形物を分離して分離液を生成する分離手段と、
   前記分離液をメタン発酵処理するメタン発酵手段とを備え、
   前記分離手段は、遠心分離装置と加圧浮上分離装置とを組み合わせたものであり、
   前記分離手段は、前記加圧浮上分離装置を用いることによって前記廃液から懸濁固形物を分離して第１の分離液を生成し、前記遠心分離装置を用いることによって前記加圧浮上分離装置において得られる浮上泡から懸濁固形物及び油脂を個別に分離して第２の分離液を生成する廃液処理装置。
3. 前記加圧浮上分離装置は、浮上用気泡の粒径が前記廃液あるいは前記第１の分離液に含まれる懸濁固形物の粒径よりも小さく設定されている請求項１または２に記載の廃液処理装置。
4. 前記廃液は、パーム果実の汁液からパームオイルが回収された残液に、前記汁液の沈殿物の脱水液及び／あるいは前記パーム果実の搾汁滓から分離された第２の汁液を加えたものである請求項１〜３のいずれか一項に記載の廃液処理装置。
5. 前記メタン発酵手段で得られた消化液を好気性処理する好気性処理設備と、
   該好気性処理設備の処理液を培養液として所定の浮き草を栽培する浮き草栽培設備と、
   該浮き草栽培設備で栽培された前記浮き草から肥料成分を回収する肥料成分回収設備と
   をさらに具備する請求項１〜４のいずれか一項に記載の廃液処理装置。
6. 前記第２の遠心分離装置を６０〜８０℃に加温する請求項１に記載の廃液処理装置。

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