JPH1157708A

JPH1157708A - 土壌および有機物含有水の処理方法

Info

Publication number: JPH1157708A
Application number: JP9230548A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kamiyoshi; 秀起神吉; Yoshihide Ninokata; 好秀二ノ方; Yukihiro Kira; 行弘吉良
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-08-27
Filing date: 1997-08-27
Publication date: 1999-03-02

Abstract

(57)【要約】【課題】野菜等の農作物の洗浄・選別装置等から排出
される排水を処理して再利用する際などに適用し得る土
壌および有機物含有水の処理方法に関する。【解決手段】調整槽１で排水11を滞留、混合すること
によって水質を均一化させ、オートストレーナー２で排
水中の小径粒子を除去し、精密ろ過膜３を有する精密ろ
過機で排水中の微粒子を除去し、活性炭吸着塔４で排水
中の有機物を吸着し、用水タンク５で処理水を貯留する
とともに、用水タンク５に付設した紫外線照射装置５ａ
により処理水中の微生物を紫外線照射によって死滅させ
る。また、オートストレーナー２、精密ろ過膜３、活性
炭吸着塔４で発生する懸濁物を含む排水は、濃縮槽６に
おいて沈降濃縮され、濃縮槽６から排出される汚泥成分
は脱水機７により脱水される。活性炭吸着塔４に排水を
通す代わりに、精密ろ過膜３を通す前に粉末活性炭14b
を加えることもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土壌および有機物
含有水、例えば、野菜、果物等の農作物の洗浄・選別装
置等から排出される排水を処理して再利用する際、ある
いは河川水、湖沼水等を浄化して水源とする際などに適
用し得る土壌および有機物含有水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】農作物の洗浄・選別装置で発生する排水
中には、土壌、粘土の他に、野菜または果物の切れ端等
の粗大物や、野菜汁や果汁に由来する有機性の溶存成分
などが含まれている。こうした夾雑物を含む排水をその
まま洗浄水等として循環利用することは、被洗物に汚濁
物やその腐敗物および雑菌等が付着するため食品衛生上
好ましくない。しかし、これらの排水を未処理のまま放
流すると、環境基準を満足させられず環境汚染の原因と
なりかねない。したがって、何れにしてもこれらの排水
を再利用したり放流するに際しては、土壌有機物等の夾
雑物を除去するための処理が必要となる。

【０００３】農作物の洗浄・選別装置等において発生す
るこれら夾雑物を含有する排水の一般的な処理工程とし
て、その一例を図３について説明する。先ず、前記農作
物の洗浄・選別装置で発生した排水31は調整槽21に流入
させ、ここで排水を所定時間滞留させることによって水
質を均一にする。なお、排水には土壌粒子等とともに野
菜や果物の切れ端等も含まれるので、これらの粗大物は
あらかじめスクリーンあるいは沈砂池等において取り除
いておくことが望ましい。

【０００４】調整槽21で均一な水質となり粗大物の大部
分を除去した排水は、次に反応槽22に導入し、凝集剤32
a と中和剤32b を加えて中性付近のｐＨに調整するとと
もに適宜凝集助剤32c を添加して凝集させ懸濁物を粗大
化する。因に凝集剤32a としては、硫酸アルミニウム、
ＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）等上水処理で使用され
る薬品が適し、また中和剤32b としては、主として水酸
化カルシウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ剤、その
他水酸化カリウム等も使用することができる。また、凝
集助剤32c も上水処理で使用されるアルギン酸ナトリウ
ム等が最適である。

【０００５】そして、反応槽22の排水を凝集沈殿槽23に
導入し、凝集反応によって生成したフロックをさらに成
長させるとともに該フロックを沈殿分離する。ここで分
離した汚泥33を汚泥ピットに導き、脱水機28で脱水し廃
棄物34として処分する。このとき脱水機28で発生した排
水は前記調整槽21へ返送する（図示省略）。

【０００６】一方、前記凝集沈殿槽23の上澄水を活性炭
吸着塔24へ導入し、粒状活性炭を充填した吸着層中を通
過させて排水中の有機物を除去する。活性炭吸着後の処
理水は、さらにオゾン殺菌槽25に流入され、オゾン35で
曝気することにより、排水中に生息する微生物を死滅さ
せる。一連の工程を終了後、得られた処理水36は、適宜
用水タンク26に貯留するなどし、放流するかもしくは再
利用に供される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の処理方法には次のような問題点があった。（ａ）多量の薬品を使用するので、再利用する際の循環
水中に溶存する塩濃度が上昇し、定期的なブローが必要
である。（ｂ）処理水を再利用して食品を洗浄する場合、処理用
薬品の種類を食品衛生上無害としなければならないなど
の制約がある。特に一般の排水処理において有効な高分
子凝集剤、例えばポリアクリルアミド系凝集剤等が使用
できないため、無機系凝集剤の添加量をかなり多くしな
ければならないなど不経済であり、またこのような場合
汚泥発生量が増大し廃棄物の処分が問題となる。（ｃ）さらに処理水を再利用して食品を洗浄する場合、
処理水中に高濃度の殺菌剤が残留することは食品衛生上
好ましくなく、そのため殺菌剤の注入量を抑制しがちと
なって充分に殺菌されないおそれがある。また、工程中
にその他の除菌用の手段を具備しておらず、その結果処
理水中に雑菌が混入し不衛生となる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の従来技
術の問題点を解消すべくなされたもので、（１）土壌お
よび有機物を含有する水を精密ろ過膜でろ過処理し、生
じた処理水を循環利用する土壌および有機物を含有する
水の処理方法、（２）上記排水にあらかじめ凝集剤を添
加した後、該排水を精密ろ過膜でろ過処理するものであ
る（１）に記載の処理方法、（３）上記排水に粉末活性
炭を接触させた後、該排水を精密ろ過膜でろ過処理する
ものである（１）または（２）に記載の処理方法、
（４）上記排水中の含有成分を精密ろ過膜でろ過処理し
た後、粒状活性炭と接触させるものである（１）または
（２）に記載の処理方法、（５）上記ろ過処理後の処理
水を循環使用する前段で、紫外線照射により殺菌処理す
るものである（１）〜（４）に記載の処理方法、を提供
するものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい具体例として図
１および図２に示す構成を挙げ、これらに基づき本発明
をさらに詳しく説明する。但し、本発明はこれに限定さ
れるものではない。調整槽１において土壌および有機物
を含有する排水11を滞留、混合することによって水質を
均一化させ、オートストレーナー２において排水中の小
径粒子を除去し、精密ろ過膜３を有する精密ろ過機にお
いて排水中の微粒子を除去し、活性炭吸着塔４において
排水中の有機物を吸着し、用水タンク５において処理水
を貯留するとともに、用水タンク５に付設した紫外線照
射装置５ａにより処理水中の微生物を紫外線照射によっ
て死滅させる。また、オートストレーナー２、精密ろ過
膜３、活性炭吸着塔４で発生する懸濁物を含む排水は、
濃縮槽６において沈降濃縮され、濃縮槽６から排出され
る汚泥成分は脱水機７により脱水される。活性炭吸着塔
４に排水を通す代わりに、精密ろ過膜３を通す前に粉末
活性炭14b を加えることもできる。つまり、図１と図２
は後述する本発明の各実施例に係わるものであるが、図
１に示すものは粉末活性炭を排水中に外部から添加する
もの、また図２に示すものは粒状活性炭を充填した活性
炭吸着塔に排水を通水するものである。

【００１０】図１より、農作物の洗浄・選別装置等で発
生した土壌および有機物を含有する排水11は、調整槽１
で一定時間滞留させることによって水質が均一となる。
なお、排水中には、土壌粒子、泥状物等および野菜や果
物の切れ端等の粗大物が含まれているので、あらかじめ
沈砂、スクリーニング等の手段により取り除いておくこ
とが好ましい。因にスクリーニングの方法としては、バ
ースクリーン、ワイヤーウェッジ状スクリーン等が適し
ている。

【００１１】調整槽１で均一な水質となった排水は、次
にオートストレーナー２に流入させ、排水中に存在する
微小粒子が除去される。オートストレーナー（図示詳細
省略：市販品）は、円筒形格子の内方から外方へ排水を
通過させ、格子内面に粒子を捕捉して差圧が高まったと
き自動的に内面側に備えられたスクレーパが起動して格
子内面を洗い流す装置であり、その際脱落した粒子を含
む夾雑物含有水13a は濃縮槽６に移送する。ここでは粒
径１００〜２００μｍ以上の粒子が捕捉される。なお、
螺旋ワイヤをワインディングしたマイクロスリット型の
フィルターもストレーナーとして使用することができ
る。この場合捕捉した粒子は、圧縮空気によって脱落す
るが、微小粒子を除去した排水はオートストレーナー２
から排出され、管路の途中で凝集剤14a を添加すること
によって排水中に懸濁する微粒子をマイクロフロックと
して成長させ、同時に粉末活性炭14b を添加することに
よって排水中の有機物を吸着させる。なお、排水中の有
機物は、排水処理後の処理水を再利用することによって
濃縮されていくため、適宜数ｐｐｍ程度注入するのが好
ましい。

【００１２】そして、フロック及び吸着後の活性炭を含
む排水を精密ろ過膜３に導入しろ過することによって排
水中のこれらの含有成分を除去する。精密ろ過膜３は各
種のものが市販されているが、例えば、中空糸膜方式
（孔径０．２μｍ）、チュープラ膜方式（孔径０．１μ
ｍ）が使用できる。ここでは膜孔径０．１〜０．２μｍ
でろ過するため、これ以上の微粒子はほぼ完全に捕捉さ
れる。なお、捕捉される微粒子として排水中の土壌成分
や有機物が含まれることは勿論であるが、その他大腸菌
等の菌類も含まれる。大腸菌の粒径は通常２〜３μｍ程
度であり、特に昨今問題となっている病原性大腸菌（例
えばＯ−１５７等）も捕捉できるので食中毒予防の観点
から有効かつ無害の除菌方法として期待し得る。ある期
間ろ過処理し、次第に精密ろ過膜３が閉塞し差圧が高ま
ったときは逆洗し付着物を除去する。このとき生成した
逆洗水（汚濁水）13b は前記濃縮槽に送って固形物を濃
縮し、前記オートストレーナー２の逆洗時に排出される
夾雑物含有水13a とともに脱水機７において脱水し廃棄
物15として系外に排出する。また、ここで発生する排水
は、前記調整槽１に返送し再度処理する（図示省略）。

【００１３】精密ろ過膜３で微粒子が除去されたろ液は
用水タンクに貯留し、ここで紫外線照射装置5aから照射
される紫外線により、精密ろ過膜３からリークした微少
量の雑菌を死滅させる。紫外線殺菌装置は各種のものが
市販されているが、例えば、紫外線量が５０〜１５０mW
s/cm²（消費電力０．３〜０．５kW/リットル程度）のもの
から適宜選択できる。照射時間は１０〜６０sec 程度で
よい。こうして得られた清浄な処理水16は、前記農作物
の洗浄等各種の作業に再利用することができる。

【００１４】次に図２より、農作物の洗浄・選別装置で
発生した排水11は、図１で説明したと同様に調整槽１を
経てオートストレーナー２から排出される。そして精密
ろ過膜３に到る管路の途中で凝集剤14a を添加すること
によって排水中に懸濁する微粒子をフロックとして成長
させた後、精密ろ過膜３に導入しろ過することによって
排水中に含まれる懸濁物および大腸菌等の雑菌類を除去
する。

【００１５】さらに、このろ液を粒状活性炭を充填した
活性炭吸着塔４に通水することによって排水中に溶存す
る野菜汁や果汁、農薬等の有機物が除去される。ここに
活性炭吸着処理をする際、図１で示したように活性炭を
管路の途中に添加する場合は粉末活性炭が適している
が、図２で示すように活性炭吸着塔４に通水する場合は
通水性の高い粒状活性炭が適している。なお、一定期間
使用後に活性炭の付着物を除去する際排出される逆洗水
（汚濁水）13c は、前記オートストレーナー２の逆洗時
に排出される夾雑物含有水13a 、精密ろ過膜３の逆洗時
に排出される逆洗水（汚濁水）13b とともに脱水機７に
おいて脱水し廃棄物15として系外に排出する。また、こ
こで発生した排水は前記調整槽１に返送する（図示省
略）。

【００１６】こうして活性炭吸着塔４での吸着処理水は
適宜用水タンク５に貯留などし、前記図１において説明
したと同様に紫外線処理した後再利用等に供する。

【００１７】

【実施例】

実施例１ある農場における野菜洗浄排水性状を表１に示す。この
排水を図１に示す工程で処理した。図１のオートストレ
ーナーは、５０メッシュの金網を装着したものを使用し
た。またＰＡＣの添加率は５mg/リットル、粉末活性炭の添
加率は５mg/リットルとした。精密ろ過膜は、表２に示す中
空糸膜ろ過装置（日本メムテック社製）を用い、そのろ
過速度を６０リットル/m² ・ｈで運転し、膜の閉塞に伴う差
圧の上昇を解消するため、１０分間に１回の頻度で圧縮
空気（６００kPa)で逆洗した。このろ過水に紫外線を１
００mWs/cm² の照度で２０秒間照射して殺菌した。その
結果得られた処理水水質を表３に示す。

【００１８】なお、処理水中には、大腸菌、一般細菌と
も検出されず、また有機リンも検出されなかった。した
がって、表３に示す水質で明らかなように、洗浄水とし
て再利用が可能なだけでなく、飲料水としても問題のな
い水質であった。なお、ことき発生した廃棄物量は１９
３kg／日（乾物量）であった。

【００１９】実施例２表１に示す性状の排水を、図２に示す工程で処理した。
図１のオートストレーナー、精密ろ過膜および紫外線殺
菌は実施例１と同様の条件で処理し、活性炭吸着塔の接
触時間は２０分間とした。その結果得られた処理水質は
表３と同様に、大腸菌、一般殺菌および有機リンとも検
出されなかった。なお、このときの廃棄物量は、定期的
に交換する失活炭を含めて１９４kg／日（乾物量）であ
った。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】注) ＳＳ：懸濁物質ＣＯＤ_Mn：測定に用いる酸化剤として過マンガン酸カリ
ウムを用いた場合の化学的酸素要求量

【００２３】比較例表１の性状の排水を、図３に示す従来の工程で処理し
た。凝集剤としてアルミン酸ソーダを１００mg/リットル、
硫酸アルミニウムを２００mg/リットル、凝集助剤としてア
ルギン酸ナトリウムを５mg/リットル注入した。また、活性
炭吸着塔の接触時間は２０分間とし、オゾンは排水量に
対し３mg/リットルとなるように注入した。その結果得られ
た処理水質を表３に示す。このときの廃棄物量は、定期
的に交換する失活炭を含めて２３０kg／日（乾物量）で
あった。表３からＳＳ（懸濁物質）が実施例１および実
施例２よりも高かった。

【００２４】

【発明の効果】以上の構成により、本発明は次の効果を
奏功する。（１）本発明の処理方法によれば、使用する薬品の種類
およびその添加量を少なくすることができる。（２）それにも拘わらず高度な水質の処理水が得られる
ため、再利用して循環使用に供することができる。ま
た、処理水中の溶解塩濃度の上昇が緩やかであり、この
ため更新に必要な水量が少なくて済み経済的である。因
に本発明（実施例１および２）の処理費用は、水道料金
の４０％程度にすぎず、従来法（比較例）に比べて約６
０％も安価で、極めて経済的効果が高い。（３）本発明では、廃棄物量が従来法に比べて少なくて
済み、その処分に要する設備をコンパクトにすることが
可能となる。（４）昨今問題となっている汚染土壌等に含まれる病原
性大腸菌（例えばＯ−１５７等）も精密ろ過膜でほぼ完
全に除菌されるため、衛生的に極めて信頼性の高い処理
水を得ることができる。（５）本発明では、オゾン殺菌の代わりに紫外線殺菌処
理を使用するため、微量の酸化性物質が残存して、循環
水系内に滞留するようなことがない。そのため被洗物や
精密ろ過膜に影響を与える懸念がない。また、オゾン殺
菌の場合、残存オゾン濃度を最小限に抑えるためには、
その検出手段と注入量の制御機構が複雑となる。本発明
ではそのような制御機構は不必要であり、設備がコンパ
クトとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施例１に係る排水処理工程
図である。

【図２】図２は、本発明の実施例２に係る排水処理工程
図である。

【図３】図３は、従来技術に係る排水処理工程図であ
る。

【符号の説明】

１調整槽２オートストレーナー３精密ろ過膜４活性炭吸着塔５用水タンク 5a 紫外線照射装置６濃縮槽７脱水機 11 排水 12 沈砂物 13a 夾雑物含有水 13b 汚濁水 13c 汚濁水 14a 凝集剤 14b 粉末活性炭 15 廃棄物 16 処理水 21 調整槽 22 反応槽 23 凝集沈殿槽 24 活性炭吸着塔 25 オゾン殺菌槽 26 用水タンク 27 汚泥ピット 28 脱水機 31 排水 32a 凝集剤 32b 中和剤 32c 凝集助剤 33 汚泥 34 廃棄物 35 オゾン 36 処理水

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＣ０２Ｆ 1/28 Ｃ０２Ｆ 1/28 Ｄ 1/32 1/32 1/52 1/52 Ｂ 9/00 ５０２ 9/00 ５０２Ｇ５０２Ｐ５０２Ｈ５０２Ｎ５０４５０４Ｂ５０４Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土壌および有機物含有水を精密ろ過膜で
ろ過処理し、生じた処理水を循環利用することを特徴と
する土壌および有機物含有水の処理方法。
【請求項２】上記精密ろ過膜でろ過処理する前に、凝
集剤を添加することを特徴とする請求項１に記載の土壌
および有機物含有水の処理方法。
【請求項３】上記精密ろ過膜でろ過処理する前に、粉
末活性炭を接触させることを特徴とする請求項１または
請求項２に記載の土壌および有機物含有水の処理方法。
【請求項４】上記精密ろ過膜でろ過処理した後で、上
記処理水を循環利用する前に、粒状活性炭と接触させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の土壌
および有機物含有水の処理方法。
【請求項５】上記処理水を循環利用する前に、紫外線
照射により殺菌処理することを特徴とする請求項１〜４
に記載の土壌および有機物含有水の処理方法。