WO2016129586A1 - 廃液処理装置 - Google Patents

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WO2016129586A1
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palm
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雅治 山下
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株式会社Ｉｈｉ環境エンジニアリング
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28—Anaerobic digestion processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30—Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the present invention relates to a waste liquid treatment apparatus.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2015-025331 for which it applied to Japan on February 12, 2015, and uses the content here.
  • palm oil is a vegetable oil (product) produced by processing the fruit of oil palm (Japanese name: oil palm).
  • oil palm is mainly produced in Southeast Asia and is produced in plantations, which are large-scale farms.
  • the oil palm trunk is regarded as biomass (a resource derived from organisms), and alcohol fermentation (sugar solution) collected from the trunk (trunk) is used as a raw material. Production of bioethanol (liquid fuel) by ethanol fermentation) is described.
  • the suspended solid (SS) and the fat and oil components contained in the palm oil waste liquid must be reduced to a concentration that does not hinder the processing of the methane fermentation reactor. Don't be.
  • the floating solid is a palm fruit fiber or the like.
  • This invention is made
  • 1st aspect of this invention is a waste liquid processing apparatus which processes the palm oil waste liquid which generate
  • the floating solid separation means includes a centrifugal separator that performs a centrifugal separation process as the solid-liquid separation process, and the centrifugal separator converts the suspension into a palm oil waste liquid. Centrifugation is applied to separate suspended solids from palm oil waste.
  • the palm oil is extracted from a supernatant liquid and a supernatant liquid of the palm fruit juice
  • the floating solid separation means is the A centrifuge for performing a centrifugal separation process as a solid-liquid separation process
  • the precipitate is subjected to a centrifugal separation process by the centrifugal separator to separate the suspended solid and sludge from the precipitate, and the precipitate from the precipitate
  • the separated liquid obtained by separating the suspended solid and the sludge is discharged as the palm oil waste liquid.
  • the methane fermentation reactor adds methane fermentation while adding metal salts each containing nickel, cobalt, and molybdenum to the palm oil waste liquid. To do.
  • the present invention it is possible to reduce the concentration by separating the suspended solids contained in the palm oil waste liquid supplied to the methane fermentation reactor. Further, according to the present invention, the oil and fat component adhering to the suspended solid is also separated from the palm oil waste liquid simultaneously with the separation of the suspended solid, so the concentration of the oil and fat component contained in the palm oil waste liquid can be reduced. It becomes.
  • the palm oil production system of this embodiment produces the palm oil which is a kind of vegetable oil by processing the fruit (palm fruit X1) of the oil palm which is a kind of plant, and by processing the trunk of the oil palm.
  • This system produces sap and saccharified liquid.
  • the palm oil production system includes palm plantation 1, fruit separation equipment 2, squeezing equipment 3, precipitation treatment equipment 4, sludge separation equipment 5, palm oil recovery equipment 6, and squeezed rice cake treatment equipment 7.
  • a floating solid separation facility 8 floating solid separation means
  • the floating solid separation facility 8, the methane fermentation reactor 9, the aerobic treatment facility 10, and the floating grass cultivation facility 11 constitute a waste liquid treatment apparatus in the present embodiment.
  • palm plantation 1 is a large-scale plantation for growing oil palm (Japanese name: oil palm).
  • Oil palm is a plant of the palm family that is mainly cultivated in Southeast Asia to produce palm oil. Palm oil is collected from palm fruit X1, and palm fruit X1 and palm trunk are sugar solution, starch, etc. Contains organic matter.
  • Palm plantation 1 supplies palm fruit bunches (FFB: Fresh Fruit Bunch) X2 to fruit separation equipment 2.
  • FFB Fresh Fruit Bunch
  • the fruit separation facility 2 is a facility for separating the palm fruit bunches X2 into palm fruit berries X1 and empty fruit bunches (EFB: Empty Fruit Bunch).
  • the fruit separating facility 2 supplies the separated palm fruit X1 to the subsequent squeezing facility 3, while supplying the empty fruit bunch to an incineration facility or the like (not shown).
  • the squeezing facility 3 is a facility for squeezing the juice X3 from the palm fruit X1.
  • the squeezed juice X3 is mainly composed of palm oil, moisture and fiber.
  • the squeeze equipment 3 supplies such squeezed liquid X3 to the subsequent precipitation separation equipment 4, while supplying the squeezed potato (squeezed potato X4) of the squeezed liquid X3 to the squeeze mash processing equipment 7.
  • the precipitation treatment facility 4 is a facility that precipitates the precipitate X5 contained in the squeezed liquid X3 using a precipitation tank and separates it into the precipitate X5 and the supernatant liquid X6.
  • the precipitation treatment facility 4 supplies the precipitate X5 to the subsequent sludge separation facility 5, while supplying the supernatant liquid X6 to the palm oil recovery facility 6.
  • the sludge separation facility 5 is a facility for separating the precipitate X5 into palm oil waste liquid X7 and separated sludge X8.
  • the sludge separation facility 5 includes, for example, a centrifugal separator that performs a centrifugal separation process, and separates into palm oil waste liquid X7 (separated liquid) and separated sludge X8 using the centrifugal separator.
  • the sludge separation facility 5 supplies the palm oil waste liquid X7 to the floating solid separation facility 8, while supplying the separated sludge X8 to the precipitation treatment facility 4.
  • the separated sludge X8 supplied to the precipitation treatment facility 4 is subjected to a precipitation treatment in the precipitation treatment facility 4 together with the squeezed liquid X3 supplied from the squeezing facility 3.
  • the palm oil recovery facility 6 is a facility for separating the supernatant liquid X6 into crude palm oil (CPO) X9 and palm oil waste liquid X7.
  • the palm oil recovery facility 6 includes, for example, a centrifuge, and separates into crude palm oil X9 and palm oil waste liquid X7 using this centrifuge.
  • the palm oil recovery facility 6 recovers the crude palm oil X9 and supplies it to a palm oil refining facility (not shown), while supplying palm oil waste liquid X7 to the subsequent floating solid separation facility 8.
  • the squeeze cake processing equipment 7 is a facility for separating the squeezed coffee cake X4 into a palm fruit X1 shell (PKS: Palm Kernel Shell), a liquid component (palm oil waste liquid X7), and the like.
  • PPS Palm Kernel Shell
  • the squeeze cake processing equipment 7 includes a centrifuge, for example, and separates it into a shell of palm fruit X1, palm oil waste liquid X7, and the like using this centrifuge.
  • the squeeze cake processing equipment 7 supplies the coconut shell of the palm fruit X1 to the incineration equipment (not shown), and supplies the palm oil waste liquid X7 to the subsequent floating solid separation equipment 8.
  • the suspended solid separation facility 8 is a facility that separates suspended solid (SS) X21 contained in the palm oil waste liquid X7 supplied from the sludge separation facility 5, the palm oil recovery facility 6, and the squeezed straw treatment facility 7. .
  • the floating solid X21 is a fiber or the like of palm fruit X1.
  • the floating solid separation facility 8 includes, for example, a centrifugal separator, and the centrifugal separation is performed on the palm oil waste liquid X7 by the centrifugal separator to separate the floating solid X21 from the palm oil waste liquid X7.
  • the concentration of the floating solid X21 contained in the palm oil waste liquid X7 is reduced.
  • the oil and fat component X22 adhering to the floating solid X21 is also separated, so that the concentration of the fat and oil component X22 is reduced together with the floating solid X21.
  • the suspended solid X21 and the fat component X22 are reduced to a concentration that does not hinder the processing of the methane fermentation reactor 9.
  • the floating solid separation facility 8 supplies the palm oil waste liquid X10 after separating the floating solid and the fat component X22 to the methane fermentation reactor 9, while composting the fat component X22 adhering to the floating solid X21 and the floating solid X21 (not shown). Supply to facilities, solid fuel facilities and incineration facilities.
  • the methane fermentation reactor 9 is a facility for generating methane gas by subjecting the palm oil waste liquid X10 to methane fermentation using anaerobic bacteria.
  • the methane fermentation reactor 9 supplies methane gas obtained by subjecting the palm oil waste liquid X10 to methane fermentation treatment to power generation equipment and liquid fueling equipment (not shown).
  • the methane fermentation reactor 9 performs methane fermentation while adding nickel X11, cobalt X12, and molybdenum X13.
  • nickel X11, cobalt X12, and molybdenum X13 are insufficient, the concentration of the organic acid is increased, and the processing speed of the methane fermentation process is decreased.
  • Nickel X11, cobalt X12 and molybdenum X13 are added.
  • the methane fermentation reactor 9 adds nickel X11, cobalt X12 and molybdenum X13 to the palm oil waste liquid X10 by adding compounds (metal salts) such as nickel chloride, cobalt chloride and sodium molybdate.
  • a methane fermentation reactor 9 supplies the effluent X14 after the methane fermentation treatment to the aerobic treatment facility 10.
  • a cooling facility such as a cooling pond or a heat exchanger (not shown) is provided between the floating solid separation facility 8 and the methane fermentation reactor 9.
  • the palm oil waste liquid X10 discharged from the floating solid separation facility 8 is supplied to the methane fermentation reactor 9 after being cooled by a cooling facility such as a cooling pond or a heat exchanger.
  • the aerobic treatment facility 10 is an facility that performs aerobic treatment on the drainage liquid X14 using aerobic bacteria.
  • the aerobic treatment facility 10 supplies a treatment liquid X15 obtained by subjecting the drainage liquid X14 to an aerobic treatment to the floating grass cultivation facility 11. Further, the aerobic treatment facility 10 may supply a part of the treatment liquid X15 to a cooling facility such as the cooling pond or the heat exchanger described above.
  • the treatment liquid X15 supplied to a cooling facility such as a cooling pond or a heat exchanger is caused to flow into the methane fermentation reactor 9 for the purpose of dilution and cooling of the palm oil waste liquid X10, and the methane fermentation treatment is performed again.
  • the floating grass cultivation facility 11 is a facility for purifying floating grass X16 based on the treatment liquid X15 while purifying all or part of the treatment liquid X15.
  • the floating grass X16 grows by absorbing fertilizer components, that is, nitrogen (N), phosphorus (P), and potassium (K) contained in the treatment liquid X15 during the cultivation process.
  • the floating grass cultivation facility 11 supplies the floating grass X16 sufficiently containing the fertilizer component to the fertilizer component recovery facility 12, and the treatment solution X18 obtained by removing nitrogen, phosphorus, and potassium from the treatment solution X15 from the aerobic treatment facility 10. It is mixed with the treatment liquid X15 to be discharged and discharged as discharged water X19.
  • the fertilizer component recovery facility 12 is a facility for producing the fertilizer X17 from the floating grass X16. That is, this fertilizer component collection
  • the squeezing equipment 3 separates the palm fruit X1 from the palm fruit X1 into the squeezed juice X3 and the squeezed jar X4 by using a predetermined pressing device.
  • the precipitation processing equipment 4 separates the juice juice X3 into a precipitate X5 and a supernatant X6 by using a predetermined precipitation tank.
  • the sludge separation facility 5 separates the precipitate X5 into palm oil waste liquid X7 and separated sludge X8 by using a predetermined centrifuge.
  • the palm oil recovery equipment 6 separates the supernatant liquid X6 into crude palm oil X9 and palm oil waste liquid X7 by using a predetermined centrifuge.
  • the squeeze cake processing facility 7 separates the squeeze cake X4 into a shell of palm fruit X1, palm oil waste liquid X7, and the like by using a predetermined centrifugal separator.
  • the floating solid separation facility 8 uses a predetermined centrifugal separator to remove the palm oil waste liquid X7 supplied from the sludge separation facility 5, the palm oil recovery facility 6, and the squeezed lees treatment facility 7, and thereby the palm oil waste liquid X10 and the floating solids. Separated with X21. Moreover, the palm oil waste liquid X10, the floating solid X21, and the fat component X21 can also be separately separated by using a three-phase separation type centrifuge. As a result, the concentration of the floating solid X21 contained in the palm oil waste liquid X7 is reduced.
  • the oil / fat component X22 or the oil / fat component X22 is separated separately in a form attached to the floating solid X21.
  • the concentration of is also reduced.
  • the suspended solid X21 and the fat component X22 are reduced to a concentration that does not hinder the processing of the methane fermentation reactor 9.
  • separated independently can be collect
  • the methane fermentation reactor 9 generates methane gas by subjecting the palm oil waste liquid X10 to methane fermentation using anaerobic bacteria.
  • the methane fermentation reactor 9 supplies methane gas obtained by the methane fermentation process to a power generation facility and a liquid fuel conversion facility (not shown).
  • a methane fermentation reactor 9 since the suspended solid X21 and the fat component X22 contained in the palm oil waste liquid X10 are reduced to a concentration that does not hinder the processing of the methane fermentation reactor 9, the processing speed does not decrease.
  • a methane fermentation process is performed.
  • the methane fermentation reactor 9 when the methane fermentation reactor 9 performs methane fermentation for a long period of time, nickel X11, cobalt X12, and molybdenum X13 are insufficient, the concentration of the organic acid is increased, and the processing speed of the methane fermentation process is decreased. Nickel X11, cobalt X12, and molybdenum X13 are added to X10.
  • the methane fermentation reactor 9 may periodically add nickel X11, cobalt X12, and molybdenum X13 so that the concentration of the organic acid does not increase, while measuring the concentration of the organic acid and based on the measurement result.
  • Such a methane fermentation reactor 9 supplies the effluent X14 after the methane fermentation treatment to the aerobic treatment facility 10.
  • the aerobic treatment facility 10 performs aerobic treatment on the drainage liquid X14 using aerobic bacteria, and supplies the treatment liquid X15 obtained as a result of the aerobic treatment to the floating grass cultivation facility 11.
  • the floating grass cultivation facility 11 cultivates specific floating grass X16 in the treatment tank while purifying the entire amount or a part of the treatment liquid X15 by treating with activated sludge in a predetermined treatment tank.
  • the floating grass X16 is, for example, daphnia, duckweed, and / or duckweed, and sufficiently absorbs fertilizer components (nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K)) contained in the treatment liquid X15 when fully grown. To do.
  • the floating grass cultivation facility 11 supplies the floating grass X16 sufficiently containing the fertilizer component to the fertilizer component recovery facility 12, and the treatment solution X18 from which nitrogen, phosphorus, and potassium are removed from the treatment solution X15 from the aerobic treatment facility 10. It is mixed with the treatment liquid X15 to be discharged and discharged as discharged water X19. And the fertilizer component collection
  • the suspended solid separation facility 8 for separating the suspended solid X21 from the palm oil waste liquid X7 is provided in the front stage of the methane fermentation reactor 9 by including the centrifuge and using the centrifuge. .
  • the palm oil waste liquid X10, the floating solid X21, and the fat component X21 can also be separately separated by using a three-phase separation type centrifuge.
  • the fat and oil component X22 adhering to the floating solid X21 is also separated from the palm oil waste liquid X7.
  • the influence which the oil palm waste liquid has on the environment can be minimized by using the palm oil waste liquid that has been conventionally disposed of as a raw material for methane fermentation.
  • the components of the treatment liquid X15 which has been conventionally disposed of, are collected through floating grass and reused as fertilizer, thereby minimizing the impact of oil palm waste liquid on the environment. And resources can be used more effectively than before.
  • the suspended solid X21 and the fat component X22 are separated from the palm oil waste liquid X7 by the sludge separation facility 5, the palm oil recovery facility 6 and the suspended solid separation facility 8 at the subsequent stage of the squeeze cake processing facility 7.
  • the present invention is not limited to this.
  • the precipitate X5 is separated into the palm oil waste liquid X7 and the separated sludge X8 by a centrifugal separator, and then the palm oil waste liquid X7 is subjected to a centrifugal separation process again by the centrifugal separator to obtain a floating solid.
  • the oil / fat component X22 adhering to the floating solid X21 and the floating solid X21 is separated from the palm oil waste liquid X7 using a centrifuge.
  • the floating solid X21 and the oil / fat component X22 attached to the floating solid X21 may be separated from the palm oil waste liquid X7. That is, you may make it isolate
  • Biomass from which saccharified liquid and / or saccharified liquid used as a raw material for methane fermentation includes various woody biomass or cellulose biomass other than oil palm. Therefore, the present invention is applicable to various woody biomass or cellulosic biomass.
  • cellulosic biomass having sugar-containing sap includes palm leaf, banana, sugar cane, corn, cassava, sago palm, yam, sorghum, potato, cellulose and sap (or juice), cellulose -There are various plants such as crops made of starch and sap (or juice), and can be applied to various cellulosic biomass.
  • concentration of the floating solid and fat component which are contained in the palm oil waste liquid supplied to a methane fermentation reactor can be reduced.

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Abstract

本発明は、パーム果実を原料としてパーム油を生産した際に発生するパームオイル廃液を処理する廃液処理装置であって、固液分離処理によってパームオイル廃液から浮遊固体を分離する浮遊固体分離手段と、浮遊固体分離手段によって浮遊固体が分離されたパームオイル廃液をメタン発酵するメタン発酵リアクタとを備える。

Description

廃液処理装置
　本発明は、廃液処理装置に関する。
本願は、２０１５年２月１２日に、日本に出願された特願２０１５－０２５３３１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、パーム油はオイルパーム（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。このようなパーム油は、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。例えば下記特許文献１及び引用文献２には、上記オイルパームの幹（トランク）をバイオマス（生物由来の資源）として捉え、この幹（トランク）から採取した樹液（糖液）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、上記特許文献１や特許文献２の技術は、パーム幹をバイオマスとして再資源化しようとするものであるが、パーム油（成果物）の生産に伴って発生するバイオマスは、パーム幹（固体バイオマス）だけではなく、パーム油の製油工場で発生するパームオイル廃液（液体バイオマス）がある。このパームオイル廃液は、オイルパームの果実から粗パームオイル（ＣＰＯ）を搾った残渣を主成分（糖分等）とする排水（ＰＯＭＥ：Palm Oil Mill Effect）であり、現在、メタン発酵リアクタを用いて処理することが検討されている。しかしながら、上記パームオイル廃液をメタン発酵リアクタでメタン発酵するためには、パームオイル廃液に含まれる浮遊固体（ＳＳ）及び油脂成分を、メタン発酵リアクタの処理の阻害要因とならない濃度まで低減しなければならない。なお、上記浮遊固体は、パーム果実の繊維等である。
　本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、メタン発酵リアクタに供給されるパームオイル廃液に含まれる浮遊固体及び油脂成分の濃度を低減する、ことを目的とする。
本発明の第１の態様は、パーム果実を原料としてパーム油を生産した際に発生するパームオイル廃液を処理する廃液処理装置であって、固液分離処理によって前記パームオイル廃液から浮遊固体を分離する浮遊固体分離手段と、前記浮遊固体分離手段によって浮遊固体が分離された前記パームオイル廃液をメタン発酵するメタン発酵リアクタとを備える。
　本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、前記浮遊固体分離手段は、前記固液分離処理として遠心分離処理を行う遠心分離機を有し、前記遠心分離機によってパームオイル廃液に遠心分離処理を施してパームオイル廃液から浮遊固体を分離する。
　本発明の第３の態様は、上記第１の態様において、前記パーム油は、前記パーム果実の搾汁液の上澄み液と沈殿物のうちの上澄み液から抽出され、前記浮遊固体分離手段は、前記固液分離処理として遠心分離処理を行う遠心分離機を有し、前記遠心分離機によって前記沈殿物に遠心分離処理を施して前記沈殿物から前記浮遊固体及び汚泥を分離し、前記沈殿物から前記浮遊固体及び汚泥を分離して得られる分離液を前記パームオイル廃液として排出する。
　本発明の第４の態様は、上記第１～第３のいずれか１つの態様において、前記メタン発酵リアクタは、前記パームオイル廃液にニッケル、コバルト及びモリブデンを各々含む金属塩類を添加しつつメタン発酵する。
　本発明によれば、メタン発酵リアクタに供給されるパームオイル廃液に含まれる浮遊固体を分離して濃度を低減することが可能となる。また、本発明によれば、浮遊固体の分離に伴って、浮遊固体に付着する油脂成分もパームオイル廃液から同時に分離されるので、パームオイル廃液に含まれる油脂成分の濃度も低減することが可能となる。
本発明の一実施形態に係るパーム油生産システムの構成を示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
　本実施形態のパーム油生産システムは、植物の一種であるオイルパームの果実（パーム果実Ｘ１）を加工することにより植物油の一種であるパーム油を生産すると共に、オイルパームの幹を加工することにより樹液や糖化液を生産するシステムである。
　上記パーム油生産システムは、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、搾汁粕処理設備７、浮遊固体分離設備８（浮遊固体分離手段）、メタン発酵リアクタ９、好気性処理設備１０、浮き草栽培設備１１及び肥料成分回収設備１２を備えている。なお、浮遊固体分離設備８、メタン発酵リアクタ９、好気性処理設備１０、浮き草栽培設備１１は、本実施形態における廃液処理装置を構成するものである。
　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、パーム油を生産するために主に東南アジアで栽培されているヤシ科の植物であり、パーム果実Ｘ１からパーム油が採取されると共に、パーム果実Ｘ１及びパーム幹が糖液、でん粉等の有機物を含んでいる。
　パームプランテーション１は、パーム果実Ｘ１が実るパーム果房（ＦＦＢ：Fresh Fruit Bunch）Ｘ２を果実分離設備２に供給する。
　果実分離設備２は、上記パーム果房Ｘ２をパーム果実Ｘ１と空果房（ＥＦＢ：Empty Fruit Bunch）とに分離する設備である。果実分離設備２は、分離したパーム果実Ｘ１を後段の搾汁設備３に供給する一方、空果房を図示しない焼却設備等に供給する。
　搾汁設備３は、パーム果実Ｘ１から搾汁液Ｘ３を搾汁する設備である。上記搾汁液Ｘ３は、パーム油、水分及び繊維質を主成分とするものである。搾汁設備３は、このような搾汁液Ｘ３を後段の沈殿分離設備４に供給する一方、搾汁液Ｘ３の搾り粕（搾汁粕Ｘ４）を搾汁粕処理設備７に供給する。
　沈殿処理設備４は、搾汁液Ｘ３に含まれる沈殿物Ｘ５を沈殿タンクを用いて沈殿させ、沈殿物Ｘ５と上澄み液Ｘ６とに分離する設備である。沈殿処理設備４は、上記沈殿物Ｘ５を後段の汚泥分離設備５に供給する一方、上澄み液Ｘ６をパームオイル回収設備６に供給する。
　汚泥分離設備５は、沈殿物Ｘ５をパームオイル廃液Ｘ７と分離汚泥Ｘ８とに分離する設備である。汚泥分離設備５は、例えば、遠心分離処理を行う遠心分離機を備え、この遠心分離機を用いてパームオイル廃液Ｘ７（分離液）と分離汚泥Ｘ８とに分離する。汚泥分離設備５は、上記パームオイル廃液Ｘ７を浮遊固体分離設備８に供給する一方、分離汚泥Ｘ８を沈殿処理設備４に供給する。沈殿処理設備４に供給された分離汚泥Ｘ８は、搾汁設備３から供給される搾汁液Ｘ３と共に、沈殿処理設備４において沈殿処理が施される。
　パームオイル回収設備６は、上澄み液Ｘ６を粗パームオイル（ＣＰＯ）Ｘ９とパームオイル廃液Ｘ７とに分離する設備である。パームオイル回収設備６は、例えば、遠心分離機を備え、この遠心分離機を用いて粗パームオイルＸ９とパームオイル廃液Ｘ７とに分離する。パームオイル回収設備６は、上記粗パームオイルＸ９を回収して図示しないパームオイル精製設備に供給する一方、パームオイル廃液Ｘ７を後段の浮遊固体分離設備８に供給する。
　搾汁粕処理設備７は、搾汁粕Ｘ４をパーム果実Ｘ１の殻（PKS:Palm Kernel Shell）や液体成分（パームオイル廃液Ｘ７）等に分離する設備である。搾汁粕処理設備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Ｘ１の殻やパームオイル廃液Ｘ７等に分離する。搾汁粕処理設備７は、パーム果実Ｘ１の殻を図示しない焼却設備に供給する一方、パームオイル廃液Ｘ７を後段の浮遊固体分離設備８に供給する。
　浮遊固体分離設備８は、汚泥分離設備５、パームオイル回収設備６及び搾汁粕処理設備７から供給されたパームオイル廃液Ｘ７に含まれる浮遊固体（ＳＳ：Suspended Solid）Ｘ２１を分離する設備である。なお、上記浮遊固体Ｘ２１は、パーム果実Ｘ１の繊維等である。浮遊固体分離設備８は、例えば、遠心分離機を備え、この遠心分離機によってパームオイル廃液Ｘ７に遠心分離処理を施してパームオイル廃液Ｘ７から浮遊固体Ｘ２１を分離する。
　この結果、パームオイル廃液Ｘ７に含まれる浮遊固体Ｘ２１の濃度は、低減される。また、パームオイル廃液Ｘ７では、浮遊固体Ｘ２１が分離されることによって、浮遊固体Ｘ２１に付着する油脂成分Ｘ２２も分離されるため、浮遊固体Ｘ２１と共に油脂成分Ｘ２２の濃度も低減する。この結果、浮遊固体Ｘ２１及び油脂成分Ｘ２２は、メタン発酵リアクタ９の処理の阻害要因とならない濃度まで低減される。浮遊固体分離設備８は、浮遊固体及び油脂成分Ｘ２２を分離した後のパームオイル廃液Ｘ１０をメタン発酵リアクタ９に供給する一方、浮遊固体Ｘ２１及び浮遊固体Ｘ２１に付着する油脂成分Ｘ２２を図示しない堆肥化設備、固体燃料化設備及び焼却施設等に供給する。
　メタン発酵リアクタ９は、上記パームオイル廃液Ｘ１０を嫌気性細菌を用いてメタン発酵することによりメタンガスを生成する設備である。メタン発酵リアクタ９は、パームオイル廃液Ｘ１０にメタン発酵処理を施すことによって得られたメタンガスを図示しない発電設備及び液体燃料化設備等に供給する。
　また、メタン発酵リアクタ９は、パームオイル廃液Ｘ１０をメタン発酵する際、ニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３を添加しつつメタン発酵する。メタン発酵リアクタ９は、メタン発酵を長期間行うと、ニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３が不足し、有機酸の濃度が上昇してメタン発酵処理の処理速度が低下するので、パームオイル廃液Ｘ１０にニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３を添加する。
　例えば、メタン発酵リアクタ９は、塩化ニッケル、塩化コバルト及びモリブデン酸ナトリウムなどの化合物（金属塩類）を添加することによってニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３をパームオイル廃液Ｘ１０に添加する。このようなメタン発酵リアクタ９は、メタン発酵処理後の排液Ｘ１４を好気性処理設備１０に供給する。なお、浮遊固体分離設備８とメタン発酵リアクタ９との間には、図示しない冷却用池、または熱交換器などの冷却設備が設けられている。浮遊固体分離設備８から排出されたパームオイル廃液Ｘ１０は、冷却用池または熱交換器などの冷却設備で冷却された後に、メタン発酵リアクタ９に供給される。
　好気性処理設備１０は、好気性細菌を用いて上記排液Ｘ１４に好気性処理を施す設備である。好気性処理設備１０は、排液Ｘ１４に好気性処理を施すことによって得られる処理液Ｘ１５を浮き草栽培設備１１に供給する。また、好気性処理設備１０は、上記処理液Ｘ１５の一部を上述した冷却用池または熱交換器などの冷却設備に供給するようにしてもよい。冷却用池または熱交換器などの冷却設備に供給された処理液Ｘ１５は、パームオイル廃液Ｘ１０の希釈と冷却を目的としてメタン発酵リアクタ９に流入させ、再びメタン発酵処理が施される。
　浮き草栽培設備１１は、上記処理液Ｘ１５の全量、または一部を浄化処理すると共に処理液Ｘ１５に基づいて浮き草Ｘ１６を栽培する設備である。浮き草Ｘ１６は、栽培過程において処理液Ｘ１５に含まれる肥料成分、つまり窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）及びカリウム（Ｋ）を吸収して生育する。浮き草栽培設備１１は、肥料成分を十分に含んだ浮き草Ｘ１６を肥料成分回収設備１２に供給すると共に、上記処理液Ｘ１５から窒素、りん、及びカリウムを除去した処理液Ｘ１８を好気性処理設備１０から放流される上記処理液Ｘ１５と混合し、放流水Ｘ１９として放流する。なお、上記処理液Ｘ１５を培養液として用いることにより浮き草（ミジンコウキクサ、コウキクサあるいはウキクサ）に肥料成分を吸収させる技術は、例えば国際公開番号ＷＯ２０１１／１４５３１６の明細書に詳細が記載されている。
　肥料成分回収設備１２は、上記浮き草Ｘ１６から肥料Ｘ１７を製造する設備である。すなわち、この肥料成分回収設備１２は、浮き草Ｘ１６に所定処理を施すことにより肥料Ｘ１７を取得し、肥料Ｘ１７をパームプランテーション１に供給する。
　次に、このように構成されたパーム油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おり、パーム果実Ｘ１が所定の出荷条件を満たす大きさまで生育すると、パーム果実Ｘ１が実るパーム果房Ｘ２を収穫して果実分離設備２に出荷する。果実分離設備２は、蒸気を用いることにより、パーム果房Ｘ２を加熱することでパーム果房Ｘ２の滅菌、酵素の抑制及び果房の柔軟化を行う。その後、果実分離設備２は、上記パーム果房Ｘ２をパーム果実Ｘ１と空果房（ＥＦＢ：Empty Fruit Bunch）とに分離する。
　続いて、搾汁設備３は、上記パーム果実Ｘ１を所定の圧搾装置を用いることにより、パーム果実Ｘ１から搾汁液Ｘ３と搾汁粕Ｘ４とに分離する。沈殿処理設備４は、上記搾汁液Ｘ３を所定の沈殿タンクを用いることにより、沈殿物Ｘ５と上澄み液Ｘ６とに分離する。
　汚泥分離設備５は、上記沈殿物Ｘ５を所定の遠心分離機を用いることにより、パームオイル廃液Ｘ７と分離汚泥Ｘ８とに分離する。一方、パームオイル回収設備６は、上記上澄み液Ｘ６を所定の遠心分離機を用いることにより、粗パームオイルＸ９とパームオイル廃液Ｘ７とに分離する。一方、搾汁粕処理設備７は、上記搾汁粕Ｘ４を所定の遠心分離機を用いることにより、パーム果実Ｘ１の殻やパームオイル廃液Ｘ７等に分離する。
　浮遊固体分離設備８は、汚泥分離設備５、パームオイル回収設備６及び搾汁粕処理設備７から供給されるパームオイル廃液Ｘ７を所定の遠心分離機を用いることにより、パームオイル廃液Ｘ１０と浮遊固体Ｘ２１とに分離する。また、３相分離型遠心分離機を用いることにより、パームオイル廃液Ｘ１０と浮遊固体Ｘ２１、油脂成分Ｘ２１を個別に分離することもできる。この結果、パームオイル廃液Ｘ７に含まれる浮遊固体Ｘ２１の濃度は、低減される。
　また、パームオイル廃液Ｘ７では、浮遊固体Ｘ２１が分離されることによって、浮遊固体Ｘ２１に付着する形で油脂成分Ｘ２２が、または油脂成分Ｘ２２が単独で分離されるため、浮遊固体Ｘ２１と共に油脂成分Ｘ２２の濃度も低減する。この結果、浮遊固体Ｘ２１及び油脂成分Ｘ２２は、メタン発酵リアクタ９の処理の阻害要因とならない濃度まで低減される。尚、単独で分離される油脂成分Ｘ２２は粗パームオイルＸ９として回収することができる。
　メタン発酵リアクタ９は、上記パームオイル廃液Ｘ１０を嫌気性細菌を用いてメタン発酵することによりメタンガスを生成する。メタン発酵リアクタ９は、メタン発酵処理によって得られたメタンガスを図示しない発電設備及び液体燃料化設備等に供給する。このようなメタン発酵リアクタ９では、パームオイル廃液Ｘ１０に含まれる浮遊固体Ｘ２１及び油脂成分Ｘ２２がメタン発酵リアクタ９の処理の阻害要因とならない濃度まで低下しているので、処理速度が低下することなくメタン発酵処理が行われる。
　また、メタン発酵リアクタ９は、メタン発酵を長期間行うと、ニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３が不足し、有機酸の濃度が上昇してメタン発酵処理の処理速度が低下するので、パームオイル廃液Ｘ１０にニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３を添加する。なお、メタン発酵リアクタ９は、有機酸の濃度が上昇しないように、ニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３を定期的に添加してもよし、一方有機酸の濃度を測定し、測定結果に基づいて有機酸の濃度が所定のしきい値を超えた場合に、ニッケルＸ１１、コバルトＸ１２及びモリブデンＸ１３を添加するようにしてもよい。このようなメタン発酵リアクタ９は、メタン発酵処理後の排液Ｘ１４を好気性処理設備１０に供給する。
　好気性処理設備１０は、好気性細菌を用いて上記排液Ｘ１４に好気性処理を施し、好気性処理の結果得られる処理液Ｘ１５を浮き草栽培設備１１に供給する。浮き草栽培設備１１は、上記処理液Ｘ１５の全量、または一部を所定の処理槽で活性汚泥処理して浄化すると共に上記処理槽で特定の浮き草Ｘ１６を栽培する。浮き草Ｘ１６は、例えばミジンコウキクサ、コウキクサあるいは／及びウキクサであり、十分に生育した段階において処理液Ｘ１５に含まれる肥料成分（窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）及びカリウム（Ｋ））を十分に吸収する。
　浮き草栽培設備１１は、肥料成分を十分に含んだ浮き草Ｘ１６を肥料成分回収設備１２に供給すると共に、上記処理液Ｘ１５から窒素、リン、及びカリウムを除去した処理液Ｘ１８を好気性処理設備１０から放流される上記処理液Ｘ１５と混合し、放流水Ｘ１９として放流する。そして、肥料成分回収設備１１は、浮き草Ｘ１６を例えば乾燥処理することにより肥料Ｘ１７を取得し、肥料Ｘ１７をパームプランテーション１に提供する。
　このような本実施形態によれば、遠心分離機を備え、遠心分離機を用いることにより、パームオイル廃液Ｘ７から浮遊固体Ｘ２１を分離する浮遊固体分離設備８がメタン発酵リアクタ９の前段に設けられる。また、３相分離型遠心分離機を用いることにより、パームオイル廃液Ｘ１０と浮遊固体Ｘ２１、油脂成分Ｘ２１を個別に分離することもできる。この結果、本実施形態によれば、メタン発酵リアクタ９に供給されるパームオイル廃液Ｘ１０に含まれる浮遊固体Ｘ２１をメタン発酵リアクタ９の処理の阻害要因とならない濃度まで低減することが可能となる。
　また、本実施形態によれば、浮遊固体Ｘ２１の分離に伴って、浮遊固体Ｘ２１に付着する油脂成分Ｘ２２もパームオイル廃液Ｘ７から分離される。この結果、本実施形態によれば、メタン発酵リアクタ９に供給されるパームオイル廃液Ｘ１０に含まれる油脂成分Ｘ２２をメタン発酵リアクタ９の処理の阻害要因とならない濃度まで低減することが可能となる。
また、本実施形態によれば、従来、廃棄処理されていたパームオイル廃液をメタン発酵の原料とすることで、オイルパーム廃液が環境に与える影響を最小限にすることができる。
また、本実施形態によれば、従来廃棄処理されていた上記処理液Ｘ１５の成分を、浮き草を介して回収し肥料として再利用することにより、オイルパーム廃液が環境に与える影響を最小限にすることができ、且つ、従来よりも資源を有効活用することができる。
　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）上記各実施形態では、汚泥分離設備５、パームオイル回収設備６及び搾汁粕処理設備７の後段の浮遊固体分離設備８で、パームオイル廃液Ｘ７から浮遊固体Ｘ２１及び油脂成分Ｘ２２を分離したが、本発明はこれに限定されない。例えば、汚泥分離設備５において、遠心分離機によって、沈殿物Ｘ５をパームオイル廃液Ｘ７と分離汚泥Ｘ８とに分離した後に、該遠心分離機によって再びパームオイル廃液Ｘ７に遠心分離処理を施し、浮遊固体Ｘ２１及び浮遊固体Ｘ２１に付着する油脂成分Ｘ２２を分離するようにしてもよい。これは、特に汚泥分離設備５から排出されるパームオイル廃液Ｘ７に浮遊固体Ｘ２１及び油脂成分Ｘ２２が含まれているため、汚泥分離設備５によってパームオイル廃液Ｘ７から浮遊固体Ｘ２１を分離することで、パームオイル廃液Ｘ７から効果的に浮遊固体Ｘ２１及び油脂成分Ｘ２２を分離することができる。
（２）上記各実施形態では、浮遊固体分離設備８において、遠心分離機を用いて、パームオイル廃液Ｘ７から浮遊固体Ｘ２１及び浮遊固体Ｘ２１に付着する油脂成分Ｘ２２を分離したが、遠心分離機に代わって、例えば、加圧浮上装置を用いて、パームオイル廃液Ｘ７から浮遊固体Ｘ２１及び浮遊固体Ｘ２１に付着する油脂成分Ｘ２２を分離するようにしてもよい。つまり、遠心分離機以外の固液分離処理を行う装置を用いて、パームオイル廃液Ｘ７から浮遊固体Ｘ２１及び浮遊固体Ｘ２１を分離するようにしてもよい。
（３）上記実施形態はパーム油が得られるオイルパームに関するものであるが、本発明はこれに限定されない。メタン発酵の原料となる糖液あるいは／及び糖化液が得られるバイオマスには、オイルパーム以外の様々な木質系バイオマスあるいはセルロース系バイオマスがある。したがって、本発明は、種々の木質系バイオマスあるいはセルロース系バイオマスに適用可能である。
例えば、糖分を含む樹液を有するセルロース系バイオマスには、パーム幹Ｘ１の他にパームの葉、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、馬鈴薯、セルロースと樹液（またはジュース）、セルロース・でん粉・樹液（またはジュース）からなる作物等、種々の植物があり、各種のセルロース系バイオマスに適用可能である。
本発明によれば、メタン発酵リアクタに供給されるパームオイル廃液に含まれる浮遊固体及び油脂成分の濃度を低減することができる。
　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　沈殿処理設備
  ５　汚泥分離設備
　６　パームオイル回収設備
　７　搾汁粕処理設備
　８　浮遊固体分離設備（浮遊固体分離手段）
　９　メタン発酵リアクタ
　１０　好気性処理設備
　１１　浮き草栽培設備
　１２　肥料成分回収設備
　Ｘ１　パーム果実
　Ｘ２　パーム果房
　Ｘ３　搾汁液
　Ｘ４　搾汁粕
　Ｘ５　沈殿物
　Ｘ６　上澄み液
　Ｘ７　パームオイル廃液
　Ｘ８　分離汚泥
　Ｘ９　粗パームオイル
　Ｘ１０　パームオイル廃液
　Ｘ１１　ニッケル
　Ｘ１２　コバルト
　Ｘ１３　モリブデン
　Ｘ１４　排液
　Ｘ１５　処理液
　Ｘ１６　浮き草
　Ｘ１７　肥料
　Ｘ１８　処理液
　Ｘ１９　放流水
　Ｘ２１　浮遊固体
　Ｘ２２　油脂成分

Claims (4)

  1. 　パーム果実を原料としてパーム油を生産した際に発生するパームオイル廃液を処理する廃液処理装置であって、
    　固液分離処理によって前記パームオイル廃液から浮遊固体を分離する浮遊固体分離手段と、
    　前記浮遊固体分離手段によって浮遊固体が分離された前記パームオイル廃液をメタン発酵するメタン発酵リアクタと
    　を備える廃液処理装置。
  2. 　前記浮遊固体分離手段は、前記固液分離処理として遠心分離処理を行う遠心分離機を有し、前記遠心分離機によってパームオイル廃液に遠心分離処理を施してパームオイル廃液から浮遊固体を分離する請求項１に記載の廃液処理装置。
  3. 　前記パーム油は、前記パーム果実の搾汁液の上澄み液と沈殿物のうちの上澄み液から抽出され、
    　前記浮遊固体分離手段は、前記固液分離処理として遠心分離処理を行う遠心分離機を有し、前記遠心分離機によって前記沈殿物に遠心分離処理を施して前記沈殿物から前記浮遊固体及び汚泥を分離し、前記沈殿物から前記浮遊固体及び汚泥を分離して得られる分離液を前記パームオイル廃液として排出する請求項１に記載の廃液処理装置。
  4. 　前記メタン発酵リアクタは、前記パームオイル廃液にニッケル、コバルト及びモリブデンを各々含む金属塩類を添加しつつメタン発酵する請求項１～３のいずれか一項に記載の廃液処理装置。
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