JPH0647108B2

JPH0647108B2 - ビール排液の処理方法

Info

Publication number: JPH0647108B2
Application number: JP22888290A
Authority: JP
Inventors: 紀幸鈴木; 元彦村上; 二三隆吉村; 元之依田
Original assignee: Asahi Breweries Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Asahi Breweries Ltd; Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1990-08-30
Filing date: 1990-08-30
Publication date: 1994-06-22
Anticipated expiration: 2009-06-22
Also published as: JPH04110097A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はビール排液の処理方法に係り、特に、ビール工
場から排出される高濃度の有機性排液を、発生源にて高
度に、容易かつ低コストに嫌気性処理することができる
ビール排液の処理方法に関する。

［従来の技術］ビール工場の製造工程から排出される排液（ＢＯＤ_５２
〜３万mg／以上）や、市場からの戻し入れ製品（ＢＯ
Ｄ_５５〜６万mg／）等（以下、これらを「ビール排
液」と称す。）は、高濃度有機物含有液であることか
ら、これらは、従来、他の工程から排出される排水と混
合し、総合排水として排水処理場において有機物除去処
理を行なった後、下水道又は公共用水域に放流されてい
る。

しかしながら、ビール排液は、高濃度排液であるため、
少量であっても有機物負荷量としては大きく、このた
め、排水処理場での負荷が過大となり、装置の機能に支
障をきたすことがある。従って、これらの高濃度排液
は、総合排水として処理するよりも、発生源近くで前処
理を行ない、前処理（一次処理）後の排水を他の排水と
混合して処理（二次処理）することが望ましい。

従来、ビール工場などの食品工場からの有機性排水を低
コストに、確実に処理する方法として、嫌気性処理法が
ある（特開平２−６３５９９号）。嫌気性処理法は、メ
タン生成菌を中心とした嫌気性微生物により、排水中の
有機物をメタンとＣＯ_２に分解する処理法で、最も経済
的かつ効率的な排水処理法といえる。

また、処理効率の向上及び装置の小容量化を可能とする
嫌気性処理装置として、下部に原水導入手段、上部に処
理水取出手段及び発生ガス取出手段を有する流動床式反
応槽と、該反応槽内に粒径３００μｍ以下であり比重が
１．１以上である粉状の担体を充填してなる充填層と、
該反応槽上部から処理水の一部を該反応槽下部へ循環し
て導入する循環手段とを備え、前記充填槽は、初期充填
層高ｈと反応槽有効高さＨとの比ｈ／Ｈが０．１〜０．
４であり、流動時の展開率は１０％以上であることを特
徴とする流動床式嫌気性処理装置が提案されている（特
公平１−５９０３７号）。

なお、一次処理としてビール排液の処理を行なう場合、
後に二次処理を行なうことから、一次処理においては、
必ずしも高度処理により高水質の処理水を得る必要はな
く、あくまでも一次処理としてのレベルで充分である。

［発明が解決しようとする課題］ビール工場においては、製品品目や製造方法が変更され
ると、ビール排液の量や水質も変化するため、この一次
処理設備は、恒久設備としてではなく、必要な機器類を
全てユニットとして一体化したコンパクトな処理設備で
あって、必要に応じて容易に移設できることが望ましい
が、従来においては、このような要求特性を満足し得る
処理設備により、ビール排液を低コストで効率的に処理
する方法が提供されていない。

本発明は上記従来の実情に鑑みてなされたものであり、
ビール排液を低コストにて効率的に処理することがで
き、しかも、処理設備の移設も容易に行なうことができ
るビール排液の処理方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］請求項（１）のビール排液の処理方法は、ビール排液を
嫌気性処理するにあたり、ビール排液を原水調整槽に受
入れ、原水調整槽内の液を３０〜４０℃に加温すると共
にpHを５．０〜６．０に調整して原水調整槽内で希釈す
ることなく酸発酵を行ない、原水調整槽からの流出液を
加温された希釈水で希釈して加温すると共にＣＯＤ_ｃｒ
濃度を３００００mg／以下とした後、粒径３００μｍ
以下、比重１．１以上の粉状の担体を充填した流動床式
メタン発酵槽に導入してメタン発酵を行なうことを特徴
とする。

請求項（２）のビール排液の処理方法は、請求項（１）
の方法において、流動床式メタン発酵槽で生成したメタ
ンガスを燃料とするボイラにより蒸気を発生させ、この
蒸気で前記原水調整槽内の液を加温すると共に前記希釈
水を加温することを特徴とする。

請求項（３）のビール排液の処理方法は、請求項（１）
又は（２）の方法において、原水調整槽の排ガスを水洗
して得られる水洗排水を加熱して希釈水とすることを特
徴とする。

以下に図面を参照して本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明のビール排液の処理方法の実施に好適な
処理設備を示す系統図である。

図示の処理設備は、原水として配管１１から導入された
ビール排液を貯留し、前調整として、加温及びpH調整す
る、酸生成槽を兼ねる原水調整槽１、原水調整槽１から
配管１２を経て排出される流出液に配管１３より供給さ
れる加温希釈水を加えて希釈、加温した液を、嫌気性処
理して含有される有機物をメタンに分解する流動床式メ
タン発酵槽２、メタン発酵槽２から配管１４（１４ａ，
１４ｂ）を経て排出される排ガス（メタンガス）を処理
する脱硫塔３、脱硫塔３から配管１５を経て排出される
処理ガスを燃料として蒸気を発生させるボイラ４、ボイ
ラ４で発生させた蒸気を前記加温希釈水供給配管１３及
び原水調整槽１に供給する配管１６（１６ａ，１６
ｂ）、原水調整槽１から配管１７を経て送給される排ガ
スを脱臭する生物脱臭装置５、及び、メタン発酵槽２か
ら配管１８を経て送給される排ガスを脱臭する生物脱臭
装置６で主に構成される。なお、図中、配管１９はＮａ
ＯＨ等のpH調整剤供給配管、配管２０は抜出管２１から
抜き出されたメタン発酵槽の処理水の循環用配管であ
り、前述の原水調整槽からの希釈流出液送給配管１２は
この循環用配管２０に接続されており、また、この循環
用配管２０はそのメタン発酵槽２の底部に接続される側
が複数（図においては７本）の分岐管に分岐されてお
り、メタン発酵槽２への流入液が均等に送り込まれるよ
うに構成されている。２２はメタン発酵槽２の処理水の
排出用配管であり、２３は排ガスの配出用配管、２４は
空気供給配管である。また、Ｐ_１，Ｐ_２はポンプであ
り、Ｆはファンである。

なお、本実施例において、メタン発酵槽２内の上方部位
には、斜向仕切板７Ａ，７Ｂが、各々、その上端辺を槽
頂板部に接続させると共に下端辺を自由辺として設置さ
れている。この仕切板７Ａ，７Ｂのうち、一方の仕切板
７Ｂの下端辺は他方の仕切板７Ａの下端辺より下方の位
置に、仕切板７Ｂの下端辺が仕切板７Ａの下方へ入り込
むように設けられ、前記処理水の抜出管２１は仕切板７
Ａ，７Ｂで仕切られた領域に差し込まれて設けられてい
る。また、槽２内には担体８が装填されている。本発明
において、この担体８は粒径３００μｍ以下、比重１．
１以上の粒状の担体である。

なお、上記各装置設備は、すべて同一スキッド上に配置
され、コンパクトにまとめられている。

このような処理設備により、ビール排液を処理するに
は、まず、配管１１よりビール排液を原水調整槽１に導
入して貯留することにより、原水流量の変動を吸収し、
その間に、槽１内の液をボイラ４から配管１６，１６ｂ
を経て供給される蒸気で加温すると共に、配管１９より
ＮａＯＨ等のpH調整剤を添加してpH調整する。なお、こ
の原水調整槽１内の液は、加温により３０〜４０℃と
し、また、pH調整によりpH５．０〜６．０に調整する。

このように、加温、pH調整することにより、原水調整槽
１内の貯留液中の糖質、タンパク質等の有機物は、腐敗
菌の動きにより酢酸、プロピオン酸などの低級脂肪酸に
分解される。この有機酸生成の進行に伴って、ラク酸、
プロピオン酸、硫化水素等の悪臭物質が発生するため、
この原水調整槽１内の排ガスは、配管１７より生物脱臭
装置５に送給して生物脱臭する。

なお、この生物脱臭にあたり、原水調整槽１内の排ガス
は高濃度に悪臭物質を含有するため、これを直接生物脱
臭装置５に送給すると、装置５内の充填材の閉塞が著し
い。このため、この排ガスは、水洗塔（図示せず）に送
給して水洗し、予め水中に溶解し易い有機酸や硫化水素
等の成分を水に吸収除去した後、生物脱臭装置５に送給
する。

原水調整槽１内にて貯留され有機酸が生成した液は、ポ
ンプＰ_１を備える配管１２より抜き出され、配管１３か
らの加温希釈水と混合されて、メタン発酵槽２に送給さ
れる。

本実施例においては、希釈水の加温は、ボイラ４から配
管１６，１６ａを経て供給される蒸気により行なわれ、
好ましくは３７〜４７℃程度の加温希釈水とされる。ま
た、本実施例において、この希釈水としては、図示しな
い配管により前述の原水調整槽１の排ガスの水洗塔の洗
浄排水を用いる。即ち、この水洗排水中にが、排ガス中
の有機酸等が吸収されて含有されているが、洗浄排水を
希釈水として用いて、原水調整槽１の流出水と共にメタ
ン発酵槽２に送給することにより、含有される有機酸が
メタンに分解され無臭化されるため、別途洗浄排水の処
理が不要となり極めて有利である。

本発明においては、この加温希釈水の混合により、原水
調整槽１の流出液と希釈水との混合液（以下「希釈原
水」と称する場合がある。）中のＣＯＤ_ｃｒ濃度を３０
０００mg／以下に調整する。また、希釈原水の温度は
メタン発酵槽２内の液温が３０〜３５℃程度となるよう
に調整するのが好ましい。この希釈原水のＣＯＤ_ｃｒ濃
度が３００００mg／を超えるとメタン発酵槽２の負荷
が大きくなり過ぎ、良好な処理水を得ることができな
い。また、メタン発酵槽２内の液温は、３０〜３５℃が
最適メタン発酵条件である。

メタン発酵槽２内には嫌気性汚泥（微生物）が付着した
担体８が装填されており、これにより、槽２内に導入さ
れた希釈原水中の有機物は効率良くメタンへ転換され
る。本発明に係るメタン発酵槽の効率は非常に高く、例
えば、１５〜３０kg−ＣＯＤ_ｃｒ／m³／ｄａｙの高負荷
条件においても高度に処理することが可能である。な
お、メタン発酵槽２の大きさは３．３ｍ（幅）×３．３
ｍ（長さ）×６．０ｍ（高さ）以内とし、トラック等で
搬送可能な容積とするのが好ましい。

メタン発酵槽２の処理水は、抜出管２１より抜き出さ
れ、一部を循環用配管２０で槽２の底部に循環し、残部
は処理水として、配管２２より二次処理工程等へ送給す
る。このメタン発酵槽の処理水は、通常、希釈原水中の
有機物の９０％以上が分解除去されたものであって、二
次処理工程等において、負荷を高めることなく容易に処
理することができる。通常の場合、処理水は、醸造系排
水の原水槽へ送給され、活性汚泥処理されて最終的には
下水道放流される。

一方、メタン発酵槽２で生成した排ガスは、メタンガス
と共に硫化水素等を含むものであるが、この排ガスは配
管１４ａ，１４ｂ，１４より脱硫塔３に送給して硫化水
素塔の硫化物を除去した後、配管１５よりボイラ４に送
給し、蒸気発生用燃料として利用する。なお、余剰の排
ガスは配管２３より抜き出す。

即ち、ボイラ４停止時又はボイラ４での必要量以上の排
ガスが排出された場合には、ガス配管内圧力を一定とす
るように、自動弁（図示せず）で脱硫排ガスを配管２３
より系外へ排出する。この排出ガスは、配管２４からの
空気で２０倍以上に希釈された後、大気に放散される。

また、メタン発酵槽２の上部の仕切板７Ａ，７Ｂで仕切
られた処理水側から発生する若干量の硫化水素を含有す
る排ガスは配管１８より生物脱臭装置６に送給して脱臭
処理し、悪臭による二次公害を防止する。なお、この生
物脱臭装置６は別途設けることなく、前述の生物脱臭装
置５にメタン発酵槽２の排ガスを送給して脱臭処理する
ようにしても良い。

次に、本発明に係るメタン発酵槽の好適条件について説
明する。

前述の如く、本発明のメタン発酵槽内の担体は、粒系３
００μｍ以下、比重１．１以上の粉状担体であるが、こ
の粒径が３００μｍを超えるものは、粒子同志の合体が
生じにくく、微生物膜の付着によりメタン発酵槽外へ流
出し易い。従って、担体としては、粒径が３００μｍ以
下、好ましくは１００μｍ以下のものを用いる。なお、
過度に小径の微粉物は、適当な流動床を形成し難いか
ら、担体の最小粒径は５０μｍ以上とするのが好まし
い。また、比重が１．１より小さいものもメタン発酵槽
から流出し易いため、担体の比重は１．１以上とする。

担体の材質としてはクリノプチロライト、クリストバラ
イト、活性炭、バーミキュライト、石綿など各種のもの
を用いることができる。

また、この担体は、その静止層高ｈ、即ち初期充填層高
はメタン発酵槽の有効高さＨに対しｈ／Ｈの比率が０．
１〜０．４とりわけ０．２〜０．４となるように充填す
るのが好ましい。該比率ｈ／Ｈが０．１を下回るときに
は、担体充填量が不足し、効率的な処理がなし得ない。
また、該比率ｈ／Ｈが０．４を超える場合には、担体を
流動させたときに担体がメタン発酵槽外へ流出し易くな
る。

そして、メタン発酵槽においては、槽内に希釈原水が導
入されて処理が開始するのであるが、このときの展開率
（展開高さから初期充填高さを引いた値を初期充填高さ
で割った値の百分率）は好ましくは１０％以上１００％
以下とする。展開率が１０％未満では、通水量が過少で
あり、流動が不安定となるため処理効率が低い。また１
００％を超える場合には、流動が過度に激しくなり、担
体への微生物の付着速度が小さくなり易く、担体相互の
合体現象が生じにくい。しかして、かかる条件下で装置
の運転を継続すると、担体表面に微生物が付着し始め、
また、これに伴って担体同志の合体が生じる。

このようなメタン発酵槽においては、微生物が付着して
比重が低下することによる流動化速度の減小作用と、担
体が合体して大径化することによる流動化速度の増大と
がほぼ相殺し、上向流速をそれ程調節することなく担体
の流出を回避しつつ高濃度の汚泥を担持、増殖せしめる
ことが可能となる。そのため微生物の付着の進行に伴っ
て、効率処理がなされるようになる。

また、生物膜の付着と担体の合体作用の結果、確実に沈
降速度の大きな球状ペレットが形成され、ペレット形成
後は、発生ガスによる上昇流速が生ずるため、処理水の
循環を行なわず、希釈原水の供給のみで流動状態を維持
することも可能である。

なお、担体を用いた立ち上げだけでなく、他の流動床式
メタン発酵槽にて当該技術を用いて生成したペレット汚
泥を用いて立ち上げることにより、立ち上げ期間の大幅
な短縮を図ることができる。

［作用］本発明の方法によれば、高濃度（例えば、ＢＯＤ_５２０
０００mg／以上）に有機物を含有するビール排液を、
容易かつ効率的に処理することができる。しかして、処
理設備のコンパクト化、小型化、一体化が可能であるこ
とから、ビール排液をその発生源において処理すること
ができ、また、ビール排液の水質等の変化に応じて容易
に処理設備を移設することもできる。

特に、請求項（２）の方法に従って、メタン発酵槽から
のメタンガスを原水や希釈水の加温熱源として用いるこ
とにより、熱源の省エネルギー化が図れる。

また、請求項（３）の方法により排ガスの洗浄排水を希
釈水として用いることにより、水の有効利用と排水処理
が可能となり極めて有利である。

［実施例］以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明す
る。

実施例１第１図に示す処理設備を用い、前述の方法に従って、ビ
ール排液（ＣＯＤ_ｃｒ＝約１２００００mg／）の処理
を行なった。なお、原水調整槽１（容量２８m³）中の液
はpH５．０〜６．０に、また、液温は３０〜４０℃に調
整した。原水調整槽１の流出液は加温希釈水（３５℃）
でＣＯＤ_ｃｒ２００００mg／以下に希釈し、メタン発
酵槽に定量ポンプにて連続注入した。原水であるビール
排液量及び希釈水量、希釈倍率は下記の通りである。

ビール排液量：４．３m³／ｄａｙ希釈水量：３６m³／ｄａｙ希釈倍率：９．４倍また、用いたメタン発酵槽（鋼板製角型タンク）の仕様
は次の通りである。

全容量：６０m³ 有効部容量：４０m³ 大きさ：３．３ｍ（幅）×３．３ｍ（長さ）×６．０ｍ
（高さ）設計負荷：１５kg−ＣＯＤ_ｃｒ／m³／ｄａｙ（有効部に対して）担体：材質クリノプチロライト比重１．７８粒径０．１mm 担体充填量：ｈ／Ｈ０．１展開率：１０〜２０％メタン発酵槽の運転開始後１０日間は約８〜１３kg−Ｃ
ＯＤ_ｃｒ／m³／ｄａｙの条件で運転を行なったが、その
後は、約１２〜１６kg−ＣＯＤ_ｃｒ／m³／ｄａｙの負荷
条件で原液を供給した。

その結果、運転開始１１日目以降において、Ｔ−ＣＯＤ
_ｃｒ除去率９０〜９７％、溶解性ＣＯＤ_ｃｒ除去率９２
〜９９％の高効率処理を安定に行なうことができた。

［発明の効果］以上詳述した通り、本発明のビール排液の処理方法によ
れば、ビール排液を工場の総合排水処理場に直接送るこ
となく、発生源にて効率良く処理することができ、含有
される有機物の９０％以上を分解除去することができ
る。このため、既設の排水処理設備の負荷を安定させる
ことができ、その運転管理を容易とすることができる。
しかも、主に、安価な処理法である嫌気性処理により処
理するため、全体の処理コストの低減が可能である。そ
の上、工場内外において、装置設備の移設も可能である
ため、製品品目や品質の変動によるビール排液の水質、
水量変化にも良好に対応することができる。

特に、請求項（２），（３）の方法を採用することによ
り、処理コストのより一層の低廉化が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のビール排液の処理方法の実施に好適な
処理設備を示す系統図である。１……原水調整槽、２……メタン発酵槽、３……脱硫塔、４……ボイラ、５，６……生物脱臭装置、７Ａ，７Ｂ……仕切板、８……担体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉村二三隆東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内 (72)発明者依田元之東京都新宿区西新宿３丁目４番７号栗田工業株式会社内 (56)参考文献特開平２−63599（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−54292（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−227498（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−102894（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ビール排液を嫌気性処理するにあたり、ビ
ール排液を原水調整槽に受け入れ、原水調整槽内の液を
３０〜４０℃に加温すると共にpHを５．０〜６．０に調
整して原水調整槽内で希釈することなく酸発酵を行な
い、原水調整槽からの流出液を加温された希釈水で希釈
して加温すると共にＣＯＤ_ｃｒ濃度を３００００mg／
以下とした後、粒径３００μｍ以下、比重１．１以上の
粉状の担体を充填した流動床式メタン発酵槽に導入して
メタン発酵を行なうことを特徴とするビール排液の処理
方法。
【請求項２】流動床式メタン発酵槽で生成したメタンガ
スを燃料とするボイラにより蒸気を発生させ、この蒸気
で前記原水調整槽内の液を加温すると共に前記希釈水を
加温することを特徴とする請求項（１）に記載の方法。
【請求項３】原水調整槽の排ガスを水洗して得られる水
洗排水を加熱して希釈水とすることを特徴とする請求項
（１）又は（２）に記載の方法。