飲料果汁排水処理液
世界の飲料市場規模は2025年までに1.6兆ドルに達し、2030年までに2.2兆ドルに成長すると予測されています。その中でもジュースは重要なサブカテゴリーであり、2023年には約1,520億ドルの市場規模となり、今後5年間で年率約5％で着実に拡大すると予想されています。
世界の飲料業界は構造変革の時期にあり、健康、機能性、持続可能性が中心的な原動力となっています。炭酸飲料は依然として大きなシェアを占めていますが（2024 年には約 2,400 億米ドル）、その成長は鈍化しており、その一方で-砂糖不使用、機能性、植物性、{4}}天然ジュース製品の増加が加速しています。果汁飲料は、「自然」で「栄養価が高い」という特徴を持ち、消費者の健康意識の高まりを背景に、安定した成長の可能性を示しています。
1. 飲料ジュース加工排水処理の顧客概要
果汁飲料の製造中、主に果物の洗浄、粉砕と搾汁、缶詰ボトルの洗浄、設備の洗浄、地面のフラッシングなどから、大量の高濃度の有機廃水が生成されます。{0}このタイプの水は、有機物、懸濁物質、アンモニア態窒素、リンが豊富で、汚染物質の濃度が高く、生分解性が良好ですが、処理が困難です。適切に処理されずに直接排出されると、水域が深刻に汚染され、富栄養化を引き起こす可能性があります。そのため、世界各国では関連企業に廃水処理施設の建設や改修を義務付けており、専門的なサービスに対する大きな需要が生じています。
Jinan Guangbo Environmental Protection は、高糖度、高 COD、高色の飲料ジュース廃水向けに「前処理 + 嫌気性 + 好気性 + 高度脱色」統合プロセスをカスタマイズしました。これにより、糖-ベースの有機物質を効率的に分解し、色素物質を除去して、安定した準拠排水を実現し、オンデマンドでの再利用が可能になります。-自社開発した効率的な沈殿タンクとモジュール式反応器は、土地利用を大幅に節約し、設置サイクルを短縮し、ジュース工場の季節的な生産負荷変動に適応します。-同時に、バイオガス回収と汚泥肥料生産資源利用スキームを統合し、運転コストを削減しながら処理効果を確保し、「規制に準拠した排出+資源リサイクル」という二重の競争優位性を形成します。
飲料やジュースの製造現場の写真
II.飲料およびジュース加工のための廃水処理
廃水源
飲料、特に果汁の製造工程では、原料の洗浄、設備の消毒、製品の配合などに大量の水を使用し、必然的に大量の廃水が発生します。適切に処理されずに直接排出されると、水生生態系に大きな負担をかけることになります。したがって、廃水の発生源を特定することは、科学的な処理計画を策定するための前提条件となります。
1. 果物の洗浄による廃水: ジュース製造の初期段階では、生の果物または冷蔵された果物を複数回洗浄して、表面の汚れ、残留農薬、および果物の皮の破片を除去する必要があります。このプロセスでは、有機汚染物質の主な発生源の 1 つであるパルプ繊維、ペクチン、砂糖、浮遊物質を含む濁った廃水が大量に生成されます。
2. 破砕および搾汁プロセスからの廃水: 果物を破砕、果肉化し、圧搾した後、果汁の一部がこぼれたり、装置内に残ります。また、果物の残渣、種、その他の固形廃棄物も果汁を運び、排水システムに入ります。このような廃水には高濃度のフルクトース、グルコース、スクロース、および有機酸 (リンゴ酸、クエン酸など) が含まれており、化学的酸素要求量 (COD) が最大数万 mg/L まで大幅に増加します。
3. 缶詰セクションでのボトルの洗浄と滅菌からの廃水: 充填する前に、ボトルを高温蒸気で滅菌するか、化学薬品で洗浄してから、きれいな水ですすぐ必要があります。-このプロセスには大量の水を必要とするだけでなく、アルカリ性洗浄剤、製品による消毒（過酢酸など）、微量の糖液も含まれる可能性があり、全体的な水質の安定性に影響を与える断続的な排出特性を示します。{3}
4. 生産設備およびパイプラインの定期的な洗浄廃水: 製品交換または設備メンテナンスの各バッチ中に、反応器、輸送パイプライン、ポンプ、バルブなどを徹底的に洗浄する必要があります。このような排水は通常、集中的に排出されるため、短期間に大きな負荷影響を与えます。残汁、香料、食品添加物、洗浄剤などが含まれており、pH値の変動が大きい。
5. 作業場の床洗浄水：製造後は床を洗浄し、飛散した果汁や果物の残渣、ゴミなどを下水道に流します。単一の水の量は多くありませんが、特に酸性化と腐敗現象が発生しやすい夏には、かなりの量の浮遊物質 (SS) と有機負荷が発生します。
6. 濃縮および凝縮ユニットからの廃水: ジュースの濃縮中、蒸発した凝縮水は透明に見えますが、実際には揮発性有機成分と低分子量の糖が含まれています。--分析によると、その COD は 1000 ～ 1500 mg/L に達する可能性があり、見落とされがちですが統一処理に含める必要がある「隠れた汚染源」となっています。
7. 生活下水およびその他の付随区域からの排水: カフェテリア、バスルーム、シャワールームなど、工場内で従業員が使用する水も下水処理システムに組み込まれます。この地域の水質は比較的安定しており、主に窒素、リン栄養素、油分を含み、濃度は低いものの、富栄養化の危険性を防ぐために連携して処理する必要があります。
汚染水の写真と処理水の写真の比較
Ⅲ．果汁飲料製造時の廃水処理の流れ
果汁飲料の製造工程で発生する廃水は、有機物含有量が高く、懸濁物質が豊富で、水質や水量の変動が大きく、pH値が低いなどの特徴があります。主な発生源には、果物の洗浄、ジュースの抽出、機器の洗浄、缶詰のすすぎなどが含まれます。廃水には糖類、ペクチン、果実残渣、セルロース、フルーツ酸などが多く含まれており、生分解性が良い（BOD/COD比が高い）ため、主に生物学的方法による処理に適しています。
主な処理フローモジュール
1. 前処理段階：大きな粒子を除去し、水質を調整する
この段階は、その後の生物学的処理の負担を軽減し、閉塞や衝撃荷重を防ぐことを目的としています。
おろし金: 果物の皮や果肉などの大きな懸濁物質を遮断します。
平衡化タンク: 生産間隔による変動を避けるために、水質と水量のバランスを保ちます。一部のシステムには、果物の残骸が発酵して腐敗するのを防ぐために、撹拌や事前エアレーションも含まれています。{0}
凝集沈降・好気脱水：PAC、PAMを添加して微細な懸濁物質とペクチンを凝集させてフロックを形成し、沈降または溶存空気浮選により分離します。好気性浮選は、軽いコロイド状物質の除去に特に適しています。
2. 生物処理段階：有機汚染物質を分解するための核心
微生物の代謝プロセスを利用して、可溶性有機物を分解します。
生物処理段階は廃水処理の中核であり、主に嫌気性生物反応器、好気性活性汚泥法、生物膜法などの生物処理技術を用いて、廃水中の有機物、窒素、リンなどの汚染物質を除去します。具体的な手順は次のとおりです。
嫌気性生物処理：上向流嫌気性汚泥床（UASB）、嫌気性膨張床（UASB）、内部循環嫌気性流動床（IC）が含まれます。嫌気性生物学的処理により、COD除去率がさらに向上し、その後の処理の負担が軽減され、バイオガスが生成されます。
好気性生物処理：好気性生物処理技術には、活性汚泥法や生物膜法などがあります。活性汚泥法は、曝気により汚泥と排水をよく混合し、微生物の働きで有機物を分解します。バイオフィルム法は、バイオフィルム上の微生物を利用して有機物を分解します。好気性生物処理は、ほとんどの有機物、窒素およびリン汚染物質を除去できます。
実際のエンジニアリングでは、「嫌気性 + 好気性」を組み合わせたプロセスが採用されることが多く、これによりエネルギーが節約され、安定した規制に準拠した排水の排出が保証されます。-
3. 深部処理段階：排水の水質の確保
生化学的廃液をさらに精製して、排出または再利用の基準を満たすようにします。
二次沈殿槽: 汚泥水の分離を行い、活性汚泥を戻します。{0}
好気性生物フィルター（BAF）：生物分解機能とろ過機能を併せ持ち、残留CODやアンモニア性窒素をさらに除去できます。
消毒: 紫外線またはオゾンを使用して病原微生物を殺し、衛生と安全を確保します。
膜処理（オプション）: 限外濾過やナノ濾過などの高品質な再生水を実現し、水資源のリサイクルを実現します。{0}
下水処理フローチャートの搭載可能
産業排水 → バースクリーン機 → 均質槽 → 凝集・浮選 → 嫌気性生化学処理 → 好気性生化学処理 → 高度処理 → 排出または再利用
IV.飲料およびジュース加工における廃水処理の具体的な事例研究
広東省ファーマーマウンテンスプリングス和源下水処理プロジェクト
広東省農山泉和源プロジェクトの下水処理対策は以下の通り。
・汚水の分別処理：「雨水・汚水の分離」システムを導入します。雨水は市の雨水パイプラインに排出されます。純水を生成するために使用される膜の前の水はきれいな下水として処理され、自治体の雨水網に排出されます。生産廃水は広波環境保護会社が設立した下水処理場で処理され、家庭下水は 3 層の浄化槽で前処理されます。-
• 下水処理基準: 処理された生産廃水は、広東省の第 1 級基準の第 2 期の「水質汚染物質排出制限」(DB44/26-2001) を満たさなければならず、その後都市下水道網に排出され、都市下水処理場でさらに処理されます。生活下水は、グレード III 基準の第 2 期の「水質汚染物質排出制限」(DB44/26-2001) を満たすように 3 層浄化槽で前処理された後、都市下水網に排出され、最終的に都市下水処理場に流入して集中処理されます。-
第 3 世代 IC 嫌気リアクターおよび中国穀糖工業控股有限公司の支援プロジェクト-
I. プロジェクトの概要:
プロジェクト名：第3世代IC嫌気性反応器および中国穀糖工業控股有限公司の支援プロジェクト
II.プロジェクトの紹介:
China Grain Tunhe Tomato Co., Ltd. は、China Grain Sugar Industry Holding Co., Ltd. の完全子会社です。主な事業は、トマトやその他の果物や野菜の加工と販売です。この協力は主にトマト製品の生産中に発生する廃水の処理に焦点を当てています。このプロジェクトは、第 3 世代 IC 嫌気反応器であり、中国穀糖工業控股有限公司の支援プロジェクトです。このプロジェクトの設計処理能力は 4000 m3/日 (24 時間連続運転)、上昇流速 3 m/h、体積負荷 6.17 kg COD/(m/d) です。
Ⅲ．広波環境保護技術の利点:
Guangbo Environmental Protection は廃水を再利用基準を満たすように処理できます。経済的でシンプルで、本来の水質への要求が低く、処理プロセスと設備がシンプルで、操作が便利で、設備メンテナンス量が少なく、エネルギー消費量が少なく、安定した運転と処理効果が特徴です。
IV.広波環境保護の紹介:
Guangbo Environmental Protection は多数の技術発明と実用新案特許を取得しています。特にIC嫌気槽やUASB嫌気反応器などの嫌気処理技術においては、多くの施工実績を蓄積しております。当社のIC嫌気リアクター技術は先進的であり、総合的な技術力とコストパフォーマンスの高さで、すべてのお客様、協力会社様にご好評をいただいております。関連する廃水処理のニーズがあり、Win-Win の協力を実現したい場合は、ご連絡をお待ちしております。-
