JPH05505977A - 脱水スラッジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 脱水スラッジ 技術分野 本発明は、脂肪及び蛋白を含む廃水の精製に関する。特に、それは、溶解した気 体浮遊セルからスラッジ又は（ず（ｓｋｉｍｍｉｎｇｓ）の脱水に間する。

１　背景技術 蛋白及び脂肪の含量の多い多量の廃水は、魚類の缶ずめ工場、赤肉の屠殺場及び 加工工場並びに家禽の屠殺場及び加工工場で生ずる。これらの廃水は、普通、（ ａ）空気が加圧子注入され次に圧力を低下させ、−次の浮遊スラッジ又は「くず Ｊ　（又ｒＤＡＦＪ廃スラッジ」）を生成する、化学的凝固剤及び凝集剤ととめ に又はそれなしに操作される溶解した空気の浮遊（Ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ　Ａｉｒ Ｆｌｏｔａｔｉｏｎ）　（ＤＡＦ）セル中の廃水の予備処理、次に（ｂ）生物学 的スラッジを生成するための通性又は好気性の条件下の生物学的酸化又は−気性 の条件下の生物学的還元により処理される。

米国特許第４９３３０８７号によれば、溶解した空気の浮遊工程における化学的 凝固剤及び凝集剤の添加は、これらの添加物が、廃水から追加の蛋白及び溶解す る有機物質を浮遊させるために、好ましい、これらの化学物質がないと、浮遊ス ラッジは、「粗（ｒｏ　ｕｇｈ　ｔ　ｎｇ）スラッジ」と呼ばれ、そして乾燥重 量基準で７５％以上の脂肪含量を有し、一方これらの化学物質を含むと、スラッ ジは。

「化学的浮遊スラッジＪと呼ばれ、そして処理工場の中で非常に異なる脂肪含量 を有する。

水禽の屠殺操作からの化学的凝固剤及び凝集剤を加えた溶解した空気浮遊により 生成する化学的浮遊スラッジは、米国特許第４９３３０８７号によれば、平均８ ５−９５％の水を有する複雑な混合物である。スラッジは、５−３０％に及ぶ固 体含量を有するが、通常平均１０−１５％であり、そして乾燥重量基準で約３０ −４０％の蛋白、１０％の灰分及び繊維並びに４０％の脂肪を含む。

浮遊スラッジの処分は、特にアルミニウム又は鉄の塩が普通凝集を行うのに使用 されるので、産業が直面している環境上の主な問題の一つである。金属例えばア ルミニウム、亜鉛、銅及び鉄を含むスラッジを農地又は池の場所に処分すること を避けることは、必須なことになっており、それは１作物及び／又は水の供給を これらの金属による汚染に曝すかもしれない。

凝集剤の天然の源は、澱粉、澱粉誘導体、植物ガム、海草の抽出物、セルロース 誘導体、蛋白及びタンニンを含む、多数の異なる海草の抽出物又は海藻のタイプ は、金属塩の添加なしに凝集剤として利用される。これらの海藻は、紅藻類、藍 藻類、緑藻類及び褐ｉ類並びにこれらの２種以上の混合物を含む、好ましくは、 用いる藻類は、紅藻類、藍藻類及び／又は緑藻類である。さらに好ましくは、藻 類は、紅藻類及び／又はｉｉ類であり、最も好ましくは紅藻類である。これらの 群内の全ての藻類は使用できるが、紅藻の綱の内の好ましい藻類は、属ｃｈｏｎ ｄｒｕｓ　（例えばｃ、ｃｒｉｓｐｕｓ及びｃ、ｏｃｅｌｌａｔｕｓ）、ｅｕｃ ｈｅｕｍａ　（例えばｅ、ｓｐｉｎｏｓｕｍ及びｅ、ｃｏｔｔｏｎ　ｉｉ）、ｇ ｉｇａｒｔｊｎａ　（例えばａｃｉｃｕｌａｒｔｓ、ｇ、ｐｉｓｔｉｌｌａｔａ 、ｇ。

ｒａｄｕ　ｌ　ａ及びｇ、５ｔｅｌｌａｔａ）、１ｒｉｄｅａ　（例えばｔ、ｌ ａｍｉｎａｒｉｏｄｅｓ、Ｅ、ｃａｐｅｎｓｉｓ及びｉ、ｆｌａｅｃｉａ）、ｇ ｙｍｎｏｇｏｎｇｒｕｓ　（例えばｇ、ｎｏｒｖｅｇｉｃｕｓ及びｇ、ｐａｔｅ ｎｓ）。

並びにｇｌｏｔｏｐｅｌｅｉｓ　（例えばｃｏｌｏｆｏｒｍｉｓ、ｇ、ｆｕｒｃ ａｔａ及びｇ、ｔｅｎａｘ）のものを含む、Ｆｊ類の凝集剤は、粗製の藻類の組 成物、粗製のアルカリ処理藻類組成物、並びに切りとられ、さいの目に切られ、 混合され又は藻の粉を形成するように細か（粉砕されることにより機械的に処理 された藻類の形で利用できる。凝集剤として有用な合成の重合体は、カチオン性 、アニオン性、両性及び非イオン性として官能的に分類できるもの例えばポリ　 （Ｎ、　Ｎ−ジメチルアミノエチル　メタクリレート）、ポリ（エチレンアミン ）、ポリ［Ｎ−（ジメチルアミノプロピル）−メタクルアミド】、ポリ（２−ヒ ドロキシプロピル−１，１−Ｎ−ジメチルアンモニウム　クロリド）、ポリ　［ Ｎ−（ジメチルアミノメチル）−アクリルアミド１、ポリ　（２−ビニルイミダ ソリニウム　ビサルフエート）、ポリアクリルアミド（ＰＡＭｌ、ポリ（シア１ ノルジメチルアンモニウム ロリジノン）を含む。

米国特許第４７９０９　４３号は、溶解した空気浮遊（ＤＡＦ）セＪし前にアニ オン性凝集剤を好ましくは使用する工程を開示している．清澄にされた本番よ、 次しこ再使用されるが、くずは、さらに使用されず、恐らく内臓及び余分なもの として切り取ったものとともに「くずＪに送られる。

米国特許第４９１３８２６号は，過酸化水素が，空気の代りにＤＡＦ七Ｊしで使 用でき、又は別にグリースのトラップで使用されてスラッジを浮遊させてＤＡＦ セルを真似ることを教示している．過酸化水素は，流出液のＢＯＤを低下させる が、スラッジの容積は，僅かに減少して８５％になった．ＢＯＤの低下番よ、； ｉ！ｑ１　を低下させることが知られている。

発明の概要 ＤＡＦセルの操作を改善するのに有用であるが、従来の技術は、（ずＣ：エント レインされる水の多い容積を排除する問題に，解決策を示唆してｂ）なｔ７）、 本発明は、脂肪及び蛋白を含む廃水を精製するための改良した工程を提供するこ とにより、従来の技術の工程の問題を克服するものであり、その場合、凝集斎１ しよ廃水【こ配合され、そして少な（とも一部の脂肪及び蛋白は、くずとして溶 解した空気浮遊セル中で廃水から分離されるが、その改良は、（ａ）段ＩＩ　（ Ｃ）からの固体に富む部分の容積を少なくとも１０％増すため（こ有効な量の過 硫酸塩を（ず中に配合する段階。

（ｂ）少な（とも１０分間約４０−約１００°Ｃの温度で段−（ａ）カーらの過 硫酸塩含有くずを維持する段階，及び （Ｃ）段ＩＩ　（ｂ）からのくずを水に富む部分及び固体に冨む部分Ｇこ分離す る段階により　溶解した空気浮遊セルからくずを脱水することよりなる。

本発明の目的のために、用語［溶解した空気浮遊セル」又は略称［ＤＡＦセル］ は、空気以外の気体例えば酸素、窒素，メタンなどを使用するセル、並びに米国 特許第４９１３８２６号に記載されたような溶解した空気浮遊セルを真似した装 置を含むことを目的としている。

全ての水溶性過硫酸塩が，本工程で使用できるが，好ましくは過硫酸アンモニー クム又は過硫酸カリウムである．所望の過硫酸塩の有効量は．過硫酸塩の活性酸 素含量．くず中の凝集剤のタイプ及び割合、必要な分離の温度及び程度に応じて 変化するだろう．当業者は，不当な実験なしに特別のくずに必要な量を容易に決 めることができる．通常、くず１００重量部当り約０．０５−約０．１重量部の 活性酸素を提供するのに十分な過硫酸塩が、多（のタイプの凝集剤にとり好まし い．例えば、くず１００重量部当り約０．０７重量部の活性酸素（約１％の過硫 酸ナトリウム）は、可溶性鉄塩及びポリアクリレート凝集剤により予め処理され た家禽のくずに適当であり、そして約６０−８０°Ｃで優れた分離をもたらすだ ろう．もしより低い程度の分離（例えば１０％）が望まれるならば、過硫酸塩は 。

１００重量部当り約０．０１部に減少できるか、又は多くの凝集剤にとりより活 性の少ない活性酸素に低下できることは、明白である．これは、約０．１４重量 ％の過硫酸ナトリウムに相当する。

過硫酸塩の量は、くず１００重量部当り１部以上の活性酸素を実質的に提供する ように増大できる．（シかしながら，くず１００重量部当り０．３重量部より多 い活性酸素を使用することは．殆ど経済上の利釡がない．）過硫酸塩を使用する 本発明は、その有効性が鉄塩の存在を必要としない点で、過酸化水素より利点が 多い．これは、紅藻類．藍藻類及び緑藻類の凝集剤が使用されるとき、特に有利 である。

全ての化学反応と同じように、反応の時間は、温度に反比例する．一般に、４０ −１００°Ｃの温度範囲が有効である．望ましくは、６　０−８　０°Ｃの温度 が、経済的に最適である．しかし、当業者は，不当な実験なしにそれぞれの特別 な工場について最適の温度及び時間を容易に決定できる．温度を１０″Ｃ上げる と，一般に反応速度は，二倍になる。

全ての従来の分離手段は、固体に富む部分から水に富む部分を分離するのに使用 でき　例えばデカンテーション、遠心分離，濾過などがある．一般に、時間及び 装置のサイズを最小限にするために５遠心分離をしようすることが望ましい。

本発明は、その操作について特定の理論上の基礎に依存しない．しかし、以下の 理論により以下の実施例で使用される段階を説明するのが都合が良い。

食品加工の廃物からの例えば家禽の加工からのスラッジを脱水するのに．可溶性 の鉄塩及び凝集重合体例えばポリアクリレート（又は金属塩なしの藻類に基づく 凝集剤）の組み合せは、ＤＡＦセル内のスラッジと水との間の最初の分離を促進 するのにしばしば使用される。凝集剤は，気泡により表面に浮遊しそしてくずと して除かれる大きな安定した塊として互いに固くスラッジ粒子を結合するように 見える。水は又塊中に固（保持されるように見える．本発明では，過硫酸塩は加 えられて，それは、凝集剤を解重合する遊離基を発生させ、塊中に強く結合して いた水を逃す（「スラッジを不安定化する」）ものと考えられる．これは、水に 富む部分の清澄化及びスラッジから回収される固体に富む部分の量を顕著に改善 させる．過酸化水素は、有効でないことが分っていた。

実験室のテスト−測定された量の過酸素例えば過酸化水素又は過硫酸アンモニウ ムを１００ｍＬの家禽工場のくずに加え、４００ｍＬ容ビーカー中で脂肪ー蛋白 ー水の混合物をＤＡＦ　（溶解した空気浮遊セル）から分離し、磁気撹拌器ホッ トプレートにより撹拌しつつ所望の温度に加熱した．過酸素を添加してから１５ 分後、混合物を３分間小さい実験室用の遠心分離機に入れた．水性の部分からの スラッジの分離の程度は、サンプルを肉眼で比較することにより決められる。

工場のテスト−通常の工場のやり方は、「コントロール」であった、それは、Ｄ ＡＦセル中の浮遊前の塩化第二鉄−ポリアクリレート凝集剤による処理廃水より なった．くずは、硫酸により酸性化され、そして軟鋼製の反応器中で６０−７８ °ＣにＩＩ持した．４０分後、処理したくずを遠心分離した。

コントロールとして同じ一般的な条件を使用し、過酸化水素又は過硫酸塩の何れ かの過酸素を，硫酸とともに又はその代りの何れかでくずに加えた。

実施例 実施例　１ くずを過酸化水素又は過硫酸アンモニウムにより処理した１割合及び結果を表■ として示す。

実験室の実験は、いかにうまく混合物が分離したかの定量的な評価をもたらす。

表■は１両方の濃度のレベルで過硫酸塩が、（ずからの水に富む部分の良好な分 離を示したことを表す、二つのＨ２０□の実験とコントロール（酸化剤なし）と の間には、差は検出されなかった。これは、鉄塩の存在下の過酸化水素が、遊離 基を発生することが知られているので、特に鵞（べきことである。

実施例　２ 工場のテストが行われ、約２５０００ｋｇのバッチが連続的に処理された。コン トロールのバッチでは、約１２０ｋｇのみの脱水された固体に富む部分が、毎時 集められた。一方、２５ｋｇの過硫酸ナトリウム（１，６６ｋｇの活性酸素）を バッチ毎に使用したとき２回収は、硫酸の添加なしに、毎時約３２０．ｋ　ｇの 脱水された固体に富む部分に増大した。

実施例　３ 実施Ｗｑ２を繰り返したが、但し８．６ｋｇの［００％過酸化水素を、硫酸の添 加又は無添加の両方で使用した（４．０ｋｇの活性酸素）、僅か約１２０ｋｇの 脱水した固体に富む部分が、両方のケースで得られ、それは、コントロールと同 じであった。

実施例２及び３において、（ずからの脱水した固体に富む部分は、コントロール より色が薄かった。過硫酸塩が実施例２で使用されるとき５遠心分Ｎ機からの水 に富む部分は、遥かに透明であり、少ない固体の存在を示した。明らかに、本発 明は、実質的に固体の回収を改善する。

過硫酸塩及び過酸化水素の実験の比較は１両方の過酸素が、加熱されしかも重金 属例えば鉄の存在下遊離基を発生するだろうことが、文献に認められているので 、鵞（べきことである。

表Ｉ 家禽廃物のくずの実験室のスクリーニング要約書 過硫酸塩に富むくずを予定された時間予定された温度で維持した後、くずから溶 解した空気浮遊セルに分離された固体に富むフラクションの容積のフラクション を少なくとも１０％増すのに有効な量の過硫酸塩がくずに加えられる。溶解した 空電浮遊セルのくずとして脂肪及び蛋白を含む廃水を精製する方法。

国際調査報告 メリ力合衆国ニューシャーシー州　０８５５８　スキルマン　ブラッドライブ　 ７４

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．凝集剤を廃水に配合し、そして少なくとも一部の脂肪及び蛋白を、くずとし て溶解した空気浮遊セル中で廃水から分離することにより脂肪及び蛋白を含む廃 水を精製する方法において、 （ａ）段階（ｃ）からの固体に富む部分の容積を少なくとも１０％増すために有 効な量の過硫酸塩をくす中に配合する段階、（ｂ１少なくとも１０分間約４０− 約１００℃の温度で段階（ａ）からの過硫酸塩含有くすを維持する段階、及び （ｃ）段階（ｂ）からのくずを水に富む部分及び固体に富む部分に分離する段階 により、溶解した空気浮遊セルからくずを脱水することを特徴とする方法。
2. ２．くず１００重量部当り０．０ｌ−１重量部の活性酸素を提供するのに十分な 過硫酸塩が加えられることを特徴とする請求項１の方法。
3. ３．段階（ｂ）のくすの温度は、６０−８０℃に維持されることを特徴とする請 求項１の方法。
4. ４．段階（ｂ）のくずの温度は、６０−８０℃に維持されることを特徴とする請 求項２の方法。
5. ５．くすは、遠心分離により分離されることを特徴とする請求項１の方法。
6. ６．くずは、遠心分離により分離されることを特徴とする請求項２の方法。
7. ７．くすは、遠心分離により分離されることを特徴とする請求項３の方法。
8. ８．くずは、遠心分離により分離されることを特徴とする請求項４の方法。