CIP排水処理

充填水産業における排水の特徴

• COD、N、P汚染 原水自体は純粋ですが、汚染物質としては主に洗浄剤の残りによる複雑な有機化合物（COD）、硝酸性窒素（N）、およびリン酸（P）が含まれます。しかし、この種の廃水には分解しやすい有機物が不足しており、成分のCOD:N:P比率が不均衡です。生物処理を用いる場合、加水分解酸化前処理および追加的な栄養補給が必要となります。
• 瞬間的高流量排水 cIP洗浄は周期性が強く、廃水の排出が集中し、水量の変動も大きくなります。
• 温度変化が大きい 洗浄プロセスにおける温水と冷水の交互使用により、廃水の温度が不安定になります。

炭酸充填業界における廃水の特徴

• 有機物COD濃度が高い： 主にシロップの残留物、色素、香料、洗浄剤から生じる。COD濃度は通常1000～4000 mg/L、BOD₅は1200～1800 mg/L以上であり、BOD/COD比は0.5以上と生物分解性に優れている。
• 高濃度の浮遊物質（SS）および油分： 充填工程における瓶洗浄水には、破片ガラスやペクチンなどの浮遊物質（SS最大1000 mg/L）が含まれており、設備洗浄排水には油分およびコロイド状物質が含まれている。
• 栄養バランスの不均衡 ：窒素およびリン含量が低い（アンモニア態窒素＜30 mg/L、全リン＜5 mg/L）。微生物の活性を維持するため、尿素やリン酸塩などの栄養素を補給する必要がある。
• PHおよび水質の変動 ：酸性・アルカリ性洗浄剤の交互使用によりpHが大きく変動（2～12）し、間欠的な排水によって水量および水質が著しく変動する。

茶飲料充填業界の廃水特性

• 有機物COD濃度が高い： 糖類（果糖、ショ糖）、果汁残渣（ペクチン、果肉繊維）、茶ポリフェノール、アミノ酸などが含まれる。COD濃度は通常1000～4000 mg/L、BOD₅/COD > 0.5であり、生分解性が良好。
• 高濃度の浮遊物質（SS）： 果実残渣、茶葉、粉砕された果皮などにより、SS濃度は100～500 mg/L。
• 栄養素のアンバランス： 窒素およびリン含量が低く（アンモニア態窒素＜30 mg/L、全りん＜5 mg/L）であり、微生物活性を維持するためには、尿素やリン酸塩などの栄養補給が必要。
• PHおよび水質の変動： アルカリ性洗浄剤（NaOH）と酸性洗浄剤（ HNO₃ ）が交互に使用され、pH範囲は2～12。間欠的排出：CIPプログラム（アルカリ洗浄 → 水洗 → 酸洗浄 → 消毒）により、水量および水質に大きな変動が生じる。
• 阻害物質： 茶ポリフェノール（微生物に対して強い抑制効果を持つ）、残留次亜塩素酸ナトリウム消毒剤（生物学的処理効率に影響を与える）

乳製品充填業界の排水特性

• 有機COD濃度が高い： 牛乳たんぱく質（カゼイン、ホエイたんぱく質）、乳脂肪、乳糖など。COD濃度は通常800～3000 mg/Lであり、一部の高濃度排水（アイスクリーム製造など）では4000～7000 mg/Lに達し、場合によっては20000 mg/Lに達することもある。BOD/COD > 0.5で、生分解性が良好。
• 高濃度の浮遊物質（SS）： 残留生乳および添加物で、濃度は約100～1000 mg/L。
• 栄養成分含量が高い： 全窒素（TN）は90 mg/Lに達する（主に生乳の損失および硝酸系洗浄剤由来）、全りん（TP）は16 mg/Lに達する（生乳の損失およびりん含有洗剤由来）。
• PHおよび水質の変動： 酸性・アルカリ性洗浄剤を交互に使用するため。朝夕の洗浄時間帯には排水が集中し、季節による生産変動も顕著である。

物理化学処理
前処理

• グリル／フィルター： 大きな浮遊粒子（牛乳の残渣や包装の破片など）を除去します。

• 中和処理 ：酸性およびアルカリ性の廃水を混合するか、中和剤（例えば石灰）を添加してpHを6～9に調整します。

• 沈殿／凝集： アルミニウム／鉄塩を添加してリンおよびコロイド状物質を除去します。特に高濃度のマグネシウムとリンを含む廃水に適しています。

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