(57)【要約】【課題】油脂の分解に伴う制約に捉われることなく、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することが可能な廃水処理装置及び廃水処理方法を提供する。【解決手段】本発明の廃水処理装置は、油脂を含む廃水を連続的に処理する廃水処理装置であって、廃水を加温する第１処理が行われる第１槽と、廃水に含まれる油脂を分解する第２処理が行われる第２槽と、第１槽内で加温された廃水を、第１槽から第２槽に送るための第１流路とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂を含む廃水を連続的に処理する廃水処理装置であって、
前記廃水を加温する第１処理が行われる第１槽と、
前記廃水に含まれる前記油脂を分解する第２処理が行われる第２槽と、
前記第１槽内で加温された前記廃水を、前記第１槽から前記第２槽に送るための第１流路と
を備える、廃水処理装置。
【請求項２】
前記第１処理は、前記第１槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を中心に加温する処理である、
請求項１に記載の廃水処理装置。
【請求項３】
前記第２処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を酵素分解する処理であり、
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を前記酵素分解に適した温度に加温する処理である、
請求項１又は２に記載の廃水処理装置。
【請求項４】
前記第１処理に先立って、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第３処理が行われる第３槽と、
前記第３槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第３槽から前記第１槽に送るための第２流路と
をさらに備える、
請求項１〜３のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項５】
前記第３処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を水分から分離し、前記第３槽内で前記油脂を浮上させる処理である、
請求項４に記載の廃水処理装置。
【請求項６】
原水槽から前記廃水を前記第３槽に送り、前記第３槽から前記廃水中の前記油脂の少ない部分を前記原水槽に戻すための第３流路
をさらに備える、
請求項４又は５に記載の廃水処理装置。
【請求項７】
前記廃水に含まれる前記脂肪酸を微生物分解する第４処理が行われる第４槽と
前記第２処理における前記酵素分解により生じた脂肪酸を含む前記廃水を、前記第２槽から第４槽に送るための第４流路と、
をさらに備える、
請求項３に記載の廃水処理装置。
【請求項８】
前記第４槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を、前記第４槽から前記第１槽に戻すための第５流路
をさらに備える、
請求項７に記載の廃水処理装置。
【請求項９】
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を蒸気により加温する処理である、
請求項１〜８のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項１０】
前記第２処理は、固定化酵素を用いた処理である、
請求項１〜９のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項１１】
油脂を含む廃水を連続的に処理する方法であって、
第１槽内で、前記廃水を加温する第１処理を行う工程と、
前記第１槽内で加温された前記廃水を、前記第１槽から第２槽に送る工程と、
前記第２槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を分解する第２処理を行う工程と
を備える、方法。
【請求項１２】
前記第２処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を酵素分解する処理であり、
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を前記酵素分解に適した温度に加温する処理である、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２処理中に、前記第２槽内の前記廃水を攪拌する工程
をさらに備える、
請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１処理に先立って、第３槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第３処理を行う工程と、
前記第３槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第３槽から前記第１槽に送る工程と
をさらに備える、
請求項１１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記第３処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を水分から分離し、前記第３槽内で前記油脂を浮上させる処理である、
請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
原水槽から前記廃水を前記第３槽に送る工程と、
前記第３槽から前記廃水中の前記油脂の少ない部分を前記原水槽に戻す工程と
をさらに備える、請求項１４又は１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２処理における前記酵素分解により生じた脂肪酸を含む前記廃水を、前記第２槽から第４槽に送る工程と、
前記第４槽内で、前記廃水に含まれる前記脂肪酸を微生物分解する第４処理を行う工程と
をさらに備える、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記第４槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を、前記第４槽から前記第１槽に戻す工程
をさらに備える、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を蒸気により加温する処理である、
請求項１１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記第２処理は、固定化酵素を用いた処理である、
請求項１１〜１９のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油脂を含む廃水を連続的に処理する廃水処理装置及び廃水処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
飲食店の厨房や食品工場等の事業施設からは、動植物性の油脂を含む廃水が排出される。このような廃水は、環境問題上、そのまま下水に放出することは好ましくなく、特に日本においては、水質汚濁防止法や下水道法、建築基準法等の法律の定める排水基準により、環境に放出可能な廃水中のｎ−ヘキサン抽出物質の含有量が規制されている。ｎ−ヘキサン抽出物質とは、動植物性の油脂や脂肪酸等の総称である。
【０００３】
そのため、上記の事業施設は、廃水中のｎ−ヘキサン抽出物質の含有量を低減するための様々な努力をしている。その１つとして、例えば、グリーストラップを設ける方法が提案されており、特に日本においては、建築基準法により、特定の事業施設に対してはグリーストラップの設置が義務付けられている。グリーストラップとは、廃水を溜める槽であり、このシステムによれば、槽内の上層に溜まる油脂を汲み取り、業者に回収させた後、残りの廃水を下水へ放流する。しかしながら、一般に、この回収に伴うコストが大きいことや、ゴキブリ等の害虫の発生、グリーストラップから生じる悪臭等の問題が指摘されている。また、グリーストラップを導入している事業施設であっても、グリーストラップのサイズが廃水の排出量に見合っていないために、油脂を含む廃水がそのまま環境に放出されていることもある。そこで、廃水を溜める槽内で、油脂を酵素や微生物等により分解し、廃水中のｎ−ヘキサン抽出物質の含有量を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３０５４７６号公報
【特許文献２】特開平５−２４５４９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１で指摘されていることであるが、油脂の分解効率を高めるためには、廃水を油脂の分解に適した温度に保つことが重要である。しかしながら、特許文献１の方法では、油脂の分解と加温とが同じ槽内で行われるため、加温の態様は、油脂の分解に伴う制約を受ける。例えば、油脂を酵素や微生物等により分解する場合には、加温のために廃水中に高温の蒸気を送り込むという方法は採用し難い。酵素や微生物等が失活してしまうからである。別の例としては、特許文献１，２では、油脂の分解効率を高めるべく槽内の廃水を攪拌しているが、このような攪拌を行うのであれば、通常、油相が形成されず、油脂を多く含む部分のみならず、槽内の廃水全体を加温しなければならなくなる。すなわち、従来、このような油脂の分解に伴う様々な制約により、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、油脂の分解に伴う制約に捉われることなく、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することが可能な廃水処理装置及び廃水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】
【０００７】
本発明の第１観点に係る廃水処理装置は、油脂を含む廃水を連続的に処理する廃水処理装置であって、廃水を加温する第１処理が行われる第１槽と、廃水に含まれる油脂を分解する第２処理が行われる第２槽と、第１槽内で加温された廃水を、第１槽から第２槽に送るための第１流路とを備える。
【０００８】
ここでは、第１槽内で廃水が加温され、その後、第２槽内で加温された廃水に含まれる油脂が分解される。すなわち、加温槽（第１槽）と、油脂分解槽（第２槽）とが分離されている。従って、油脂の分解に伴う制約に捉われることなく、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することができる。
【０００９】
なお、廃水を「連続的に」処理するとは、同じ槽内で異なる処理を一括して行うのではなく、異なる槽に廃水を順次送り込みながら、異なる槽内でそれぞれ異なる処理を行うことを意味するものとする。例えば、廃水を第１槽、第２槽の順に送り込み、それぞれの槽で各処理を行うことを意味する。また、第１槽での処理が終了した廃水が第２槽で処理されているときに、第１槽に新たな廃水を送り込んで処理することもできる。
【００１０】
本発明の第２観点に係る廃水処理装置は、第１観点に係る廃水処理装置であって、第１処理は、第１槽内の廃水中の油脂を含む油相を中心に加温する処理である。すなわち、ここでは、加温槽（第１槽）内の廃水中の上層等の油相が主として加温される。従って、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することができる。
【００１１】
本発明の第３観点に係る廃水処理装置は、第１観点又は第２観点に係る廃水処理装置であって、第２処理は、廃水に含まれる油脂を酵素分解する処理である。第１処理は、廃水に含まれる油脂を酵素分解に適した温度に加温する処理である。
ここでは、加温槽（第１槽）と、酵素分解槽（第２槽）とが分離されている。従って、酵素を失活させないようにする等、酵素分解の制約に捉われず、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することができる。
【００１２】
本発明の第４観点に係る廃水処理装置は、第１観点から第３観点のいずれかに係る廃水処理装置であって、第１処理に先立って、廃水に含まれる油脂を濃縮する第３処理が行われる第３槽と、第３槽内の廃水中の油脂が濃縮された油相を、第３槽から第１槽に送るための第２流路とをさらに備える。
【００１３】
ここでは、加温槽（第１槽）及び油脂分解槽（第２槽）の前に、廃水中の油脂を濃縮し、油相を形成するための濃縮槽（第３槽）が設けられている。従って、主として廃水中の上層等の油相を加温槽及び油脂分解槽に送ることが可能になり、ひいては、加温槽及び／又は油脂分解槽を小型化することが可能になる。その結果、加温及び／又は油脂分解（例えば、酵素分解、攪拌、微生物分解等）に必要となるエネルギーを削減することができる。
【００１４】
本発明の第５観点に係る廃水処理装置は、第４観点に係る廃水処理装置であって、第３処理は、廃水に含まれる油脂を水分から分離し、第３槽内で油脂を浮上させる処理である。すなわち、ここでは、廃水に含まれる油脂を容易に濃縮することができる。
【００１５】
本発明の第６観点に係る廃水処理装置は、第４観点又は第５観点に係る廃水処理装置であって、原水槽から廃水を第３槽に送り、第３槽から廃水中の油脂の少ない部分を原水槽に戻すための第３流路をさらに備える。なお、原水槽から廃水を第３槽に送る流路と、第３槽から廃水中の油脂の少ない部分を原水槽に戻す流路とは、同じであっても、異なるものであってもよい。
ここでは、濃縮槽内で油相が形成されるが、残りの油脂の少ない廃水は少なくとも部分的に原水槽へと戻される。従って、濃縮槽内で効率的に油脂を濃縮することができる。
【００１６】
本発明の第７観点に係る廃水処理装置は、第３観点に係る廃水処理装置であって、廃水に含まれる脂肪酸を微生物分解する第４処理が行われる第４槽と第２処理における酵素分解により生じた脂肪酸を含む廃水を、第２槽から第４槽に送るための第４流路とをさらに備える。
ここでは、酵素分解槽（第２槽）と、微生物槽（第４槽）とが分離されている。従って、酵素分解及び微生物分解の環境条件を個別に設定することが可能になり、酵素及び微生物による油脂の分解効率が向上する。従って、ｎ−ヘキサン抽出物量を効率的に低減することができる。
【００１７】
本発明の第８観点に係る廃水処理装置は、第７観点に係る廃水処理装置であって、第４槽内の廃水中の油脂を含む油相を、第４槽から第１槽に戻すための第５流路をさらに備える。
ここでは、主として微生物槽（第４槽）内の廃水中の上層等の油相が、加温槽（第１槽）に戻される。すなわち、酵素分解及び微生物分解を経て分解されずに残った油脂が、再度、酵素分解及び微生物分解を経ることになる。従って、最終的に排出されるｎ−ヘキサン抽出物量をさらに低減することができる。
【００１８】
本発明の第９観点に係る廃水処理装置は、第１観点から第８観点のいずれかに係る廃水処理装置であって、第１処理は、廃水に含まれる油脂を蒸気により加温する処理である。
上記のとおり、加温槽（第１槽）と油脂分解槽（第２槽、又は第２槽及び第４槽）とが一体である場合には、酵素や微生物等を失活させてしまう等の問題が生じるため、蒸気を利用して廃水を加温するという方法は採用し難い。しかしながら、ここでは、加温槽と油脂分解槽とが分離されているため、蒸気により廃水を安価に加温することができる。
【００１９】
本発明の第１０観点に係る廃水処理装置は、第１観点から第９観点のいずれかに係る廃水処理装置であって、第２処理は、固定化酵素を用いた処理である。
酵素分解後、酵素分解槽（第２槽）から廃水が排出されるとき、廃水とともに酵素が流出してしまうことが懸念される。なお、この問題は、廃水を同じ槽内で一括で処理するのではなく、異なる槽内で連続的に処理する場合に、特に顕著になる。酵素分解槽から廃水がより間断なく流出することになるからである。しかしながら、ここでは、固定化酵素が用いられるため、酵素分解槽からの酵素の流出が抑制される。従って、頻繁に酵素を補給する必要がなくなり、作業の負担が低減される。
【００２０】
本発明の第１１観点に係る廃水処理方法は、油脂を含む廃水を連続的に処理する方法であって、第１槽内で、廃水を加温する第１処理を行う工程と、第１槽内で加温された廃水を、第１槽から第２槽に送る工程と、第２槽内で、廃水に含まれる油脂を分解する第２処理を行う工程とを備える。
【００２１】
ここでは、第１槽内で廃水が加温され、その後、第２槽内で加温された廃水に含まれる油脂が分解される。すなわち、加温槽（第１槽）と、油脂分解槽（第２槽）とが分離されている。従って、油脂の分解に伴う制約に捉われることなく、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することができる。
【００２２】
本発明の第１２観点に係る廃水処理方法は、第１１観点に係る廃水処理方法であって、第２処理は、廃水に含まれる油脂を酵素分解する処理である。第１処理は、廃水に含まれる油脂を酵素分解に適した温度に加温する処理である。
ここでは、加温槽（第１槽）と、酵素分解槽（第２槽）とが分離されている。従って、酵素を失活させないようにする等、酵素分解の制約に捉われず、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することができる。
【００２３】
本発明の第１３観点に係る廃水処理方法は、第１１観点又は第１２観点に係る廃水処理方法であって、第２処理中に、第２槽内の廃水を攪拌する工程をさらに備える。すなわち、ここでは、酵素分解中に、酵素分解槽（第２槽）内の廃水が酵素と共に攪拌される。従って、酵素による油脂の分解効率が向上する。
なお、既に述べたとおり、従来のように、酵素分解槽と加温槽（第１槽）とが一体であれば、通常、槽内の廃水全体を加温する必要がある。しかしながら、ここでは、これらの槽が分離されているため、廃水中の油相等、廃水の一部を選択的に加温することも可能である。
【００２４】
本発明の第１４観点に係る廃水処理方法は、第１１観点から第１３観点のいずれかに係る廃水処理方法であって、第１処理に先立って、第３槽内で、廃水に含まれる油脂を濃縮する第３処理を行う工程と、第３槽内の廃水中の油脂が濃縮された油相を、第３槽から第１槽に送る工程とをさらに備える。
【００２５】
ここでは、加温槽（第１槽）及び油脂分解槽（第２槽）の前に、廃水中の油脂を濃縮し、油相を形成するための濃縮槽（第３槽）が設けられている。従って、主として廃水中の上層等の油相を加温槽及び油脂分解槽に送ることが可能になり、ひいては、加温槽及び／又は油脂分解槽を小型化することが可能になる。その結果、加温及び／又は油脂分解（例えば、酵素分解、攪拌、微生物分解等）に必要となるエネルギーを削減することができる。
【００２６】
本発明の第１５観点に係る廃水処理方法は、第１４観点に係る廃水処理方法であって、第３処理は、廃水に含まれる油脂を水分から分離し、第３槽内で油脂を浮上させる処理である。すなわち、ここでは、廃水に含まれる油脂を容易に濃縮することができる。
【００２７】
本発明の第１６観点に係る廃水処理方法は、第１４観点又は第１５観点に係る廃水処理方法であって、原水槽から廃水を第３槽に送る工程と、第３槽から廃水中の油脂の少ない部分を原水槽に戻す工程とをさらに備える。
ここでは、濃縮槽内で油相が形成されるが、残りの油脂の少ない廃水は少なくとも部分的に原水槽へと戻される。従って、濃縮槽内で効率的に油脂を濃縮することができる。
【００２８】
本発明の第１７観点に係る廃水処理方法は、第１２観点に係る廃水処理方法であって、第２処理における酵素分解により生じた脂肪酸を含む廃水を、第２槽から第４槽に送る工程と、第４槽内で、廃水に含まれる脂肪酸を微生物分解する第４処理を行う工程とをさらに備える。
ここでは、酵素分解槽（第２槽）と、微生物槽（第４槽）とが分離されている。従って、酵素分解及び微生物分解の環境条件を個別に設定することが可能になり、酵素及び微生物による油脂の分解効率が向上する。従って、ｎ−ヘキサン抽出物量を効率的に低減することができる。
【００２９】
本発明の第１８観点に係る廃水処理方法は、第１７観点に係る廃水処理方法であって、第４槽内の廃水中の油脂を含む油相を、第４槽から第１槽に戻す工程をさらに備える。
ここでは、主として微生物槽（第３槽）内の廃水中の上層等の油相が、加温槽（第１槽）に戻される。すなわち、酵素分解及び微生物分解を経て分解されずに残った油脂が、再度、酵素分解及び微生物分解を経ることになる。従って、最終的に排出されるｎ−ヘキサン抽出物量をさらに低減することができる。
【００３０】
本発明の第１９観点に係る廃水処理方法は、第１１観点から第１８観点のいずれかに係る廃水処理方法であって、第１処理は、廃水に含まれる油脂を蒸気により加温する処理である。
上記のとおり、加温槽（第１槽）と油脂分解槽（第２槽、又は第２槽及び第３槽）とが一体である場合には、酵素や微生物等を失活させてしまう等の問題が生じるため、蒸気を利用して廃水を加温するという方法は採用し難い。しかしながら、ここでは、加温槽と油脂分解槽とが分離されているため、蒸気により廃水を安価に加温することができる。
【００３１】
本発明の第２０観点に係る廃水処理方法は、第１１観点から第１９観点のいずれかに係る廃水処理方法であって、第２処理は、固定化酵素を用いた処理である。
酵素分解後、酵素分解槽（第２槽）から廃水が排出されるとき、廃水とともに酵素が流出してしまうことが懸念される。なお、この問題は、廃水を同じ槽内で一括で処理するのではなく、異なる槽内で連続的に処理する場合に、特に顕著になる。酵素分解槽から廃水がより間断なく流出することになるからである。しかしながら、ここでは、固定化酵素が用いられるため、酵素分解槽からの酵素の流出が抑制される。従って、頻繁に酵素を補給する必要がなくなり、作業の負担が低減される。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、第１槽内で廃水が加温され、その後、第２槽内で加温された廃水に含まれる油脂が分解される。すなわち、加温槽（第１槽）と、油脂分解槽（第２槽）とが分離されている。従って、油脂の分解に伴う制約に捉われることなく、効率的に廃水に含まれる油脂を加温することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の一実施形態に係る廃水処理装置の機能ブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る廃水処理装置及び廃水処理方法について説明する。
＜１．廃水処理装置の概要＞
図１に示す廃水処理装置１は、本発明に係る廃水処理装置の一実施形態である。廃水処理装置１は、通常、飲食店の厨房や食品工場等の事業施設３の敷地内に設置され、事業施設３から排出される廃水２を下水道や河川４（以下、下水道等４という）に放流可能なよう、廃水２に含まれる油脂を分解し、廃水２中のｎ−ヘキサン抽出物質の含有量を低減するためのシステムである。廃水処理装置１は、廃水２から出る臭気を低減することもできる。なお、廃水処理装置１による分解の対象となる油脂は、リパーゼ及び微生物により分解可能な動植物性の油脂であり、例えば、アボガド油、アマニ油、アーモンド油、ウイキョウ油、エゴマ油、オレンジ油、オレンジラファー油、カカオ脂、カシ実油、カポック油、カミツレ油、キャロット油、キューカンバー油、コーヒー豆油、小麦胚芽油、シア脂、液状シア脂、大豆油、ツバキ油、トウモロコシ油、パーシック油、パーム核油、パーム油、ヒマシ油、ヒマワリ油、葡萄種子油、ペカン油、ホホバ種子油、ボルネオ脂、綿実油、モリンガ油、落花生油、タートル油、ミンク油、卵黄油、モクロウ、ヤシ油、牛脂、牛酪脂、キャノーラ油、オリーブ油、ベニハナ油、コーン油、ゴマ油、コメ油、サラダ油、魚油（例えばイワシ油、ニシン油、サケ油等）、鶏脂、ラード油、ショートニング、ココナッツ油である。従って、以下、単に「油脂」という場合には、このような動植物性の油脂を意味するものとする。
【００３５】
事業施設３から排出された廃水２は、廃水処理装置１の複数の槽内で連続的に処理される。言い換えると、事業施設３から排出された廃水２は、廃水処理装置１の異なる槽へと順次送り込まれながら、これらの異なる槽内でそれぞれ異なる処理を施される。具体的には、廃水処理装置１は、これらの槽として、廃水２の流れる第１ルートに沿って、グリーストラップ１０、原水槽１１、流量調整槽１２、曝気槽１３及び沈殿槽１４を有しており、さらに、廃水２の流れる第２ルートに沿って、濃縮槽２０、加温槽３０、酵素分解槽４０及び微生物槽５０を有している。第２ルートは、第１ルートの原水槽１１から出て、油脂分解が施され、その後、再び原水槽１１に戻るルートである。図１に示すように、廃水２は、廃水２ａとして事業施設３から排出された後、これらの９つの槽内で順次処理されながら、廃水２ｂ〜２ｌ等へ変化し、最終的にはｎ−ヘキサン抽出物質の含有量が所定の基準値以下まで低減された廃水２ｓとなり、下水道等４へ放流される。
【００３６】
廃水２に含まれる油脂の非ｎ-ヘキサン抽出物質への分解は、主として、酵素分解槽４０、微生物槽５０及び曝気槽１３で行われる。具体的には、まず、油脂は、酵素分解槽４０内で、リパーゼにより脂肪酸とグリセリンとに分解される。しかしながら、脂肪酸は、ｎ−ヘキサン抽出物質であるため、このままでは下水道等４へ放流することができない。そこで、これらの脂肪酸は、酵素分解槽４０の後段に配置される微生物槽５０及び曝気槽１３内で、微生物によりさらに炭酸ガスと水とに分解される。
【００３７】
本発明は、主として、第２ルートにおける油脂の分解の態様に特徴を有するため、以下では、第１ルートに含まれる各槽（グリーストラップ１０、原水槽１１、流量調整槽１２、曝気槽１３及び沈殿槽１４）の役割について簡単に説明した後、第２ルートに含まれる各槽（濃縮槽２０、加温槽３０、酵素分解槽４０及び微生物槽５０）の役割について詳細に説明する。
【００３８】
＜２．各槽の詳細＞
＜２−１．グリーストラップ、原水槽、流量調整槽、曝気槽及び沈殿槽＞
事業施設３から排出された廃水２ａは、まず、グリーストラップ１０へ流入する。その後、グリーストラップ１０内の廃水２ａは廃水２ｂとして、グリーストラップ１０に接続されている原水槽１１へ送られる。このように本実施形態では、グリーストラップ１０の後段に同じく廃水２ｂを溜めておくための原水槽１１が設けられているため、グリーストラップ１０内へ一時に多量の廃水２ａが流入したとしても、グリーストラップ１０から廃水２ａが溢れ出すことがない。しかしながら、廃水量の少ない事業施設３においては、原水槽１１を省略することも可能である。
【００３９】
原水槽１１へは、グリーストラップ１０からの廃水２ｂだけでなく、第２ルートの濃縮槽２０及び微生物層５０からも廃水２ｊ，２ｋが流入する。そして、原水槽１１内では、廃水２ｂ，２ｊ，２ｋ（以下、単に廃水２ｂとする）に含まれる油脂が水分と分離して浮上し、その結果、上層に油脂が濃縮された油相が形成され、下層に水相が形成される。原水槽１１は、流量調整槽１２及び濃縮槽２０に接続されており、上層の油相は主として廃水２ｆとして、第２ルートにおける油脂の分解処理を受けるべく、原水槽１１から配管（流路）を介して濃縮槽２０へ送られる。一方、下層の水相は主として廃水２ｃとして、原水槽１１から配管（流路）を介して流量調整槽１２へ送られる。なお、本明細書において「油相」とは、油脂を含む廃水において油脂と水とが分離することで形成される、廃水中の油脂分に富む部分のことを言い、ある程度の水分を含んでいてもよく、一方、「水相」とは、油脂を含む廃水において油脂と水とが分離することで形成される、廃水中の油脂分の少ない部分のことを言う。
【００４０】
流量調整槽１２は、曝気槽１３へ流入する廃水２ｄの量を調整するための槽である。そして、曝気槽１３は、流量調整槽１２から廃水２ｄを受け取り、これを活性汚泥処理するための槽である。すなわち、曝気槽１３内では、廃水２ｄ中の脂肪酸、ＢＯＤ、ＳＳ等の汚濁物質が、微生物により分解される。微生物処理後の廃水２ｅは、曝気槽１３から沈殿槽１４へ送られる。沈殿槽１４内では、廃水２ｅに含まれる曝気槽１３内で生じた余剰汚泥が沈殿させられ、沈殿した余剰汚泥は、産業廃棄物として回収される。一方、沈殿槽１４内の上澄みの廃水２ｓは、ｎ−ヘキサン抽出物質や、ＢＯＤ、ＳＳ等の汚濁物質が所定の基準値以下まで低減された廃水２ｓとして、下水道等４へ放流される。
【００４１】
なお、原水槽１１から濃縮槽２０へ廃水２ｆを送水する方法は特に限定されず、例えば高低差を利用して送水してもよいし、ポンプを利用して送水してもよいし、コントローラにより制御される電磁弁を利用して送水してもよいが、本実施形態では、ポンプを利用した送水方法が採用されているものとする。本実施形態のポンプは、タイマー制御により所定の時間間隔で、原水槽１１内の廃水２ｂのうち、上層の廃水２ｆ（通常は、主として油相）のみを選択的に吸引し、濃縮槽２０へ送る。好ましくは、ポンプの吸引口には、フロートが取り付けられており、原水槽１１内の廃水２ｂの量に関わらず、このポンプは常に原水槽１１内の廃水２ｂの上層部分を吸引可能に構成される。これにより、廃水２ｂの上層にある油相を選択的に吸引することができる。
【００４２】
さらに他の好ましい実施形態では、上述のポンプの動作を配電盤に設置された制御回路（以下、コントローラ）により制御できる。具体的には、コントローラは、所定の時間間隔で、原水槽１１内の上層の廃水２ｆを一定量だけ吸引し、濃縮槽２０へ送るようにポンプを制御することができる。
【００４３】
＜２−２．濃縮槽＞
次に、原水槽１１から流入口を介して廃水２ｆを受け取った濃縮槽２０内では、廃水２ｆに含まれる油脂の濃縮が行われる。上記のとおり、通常、濃縮槽２０へ達した廃水２ｆは、主として原水槽１１内に形成された油相であり、既に油脂が濃縮されたものであるが、濃縮槽２０では、原水槽１１での濃縮に加えて、さらなる濃縮が行われる。なお、本実施形態では、廃水２ｆの流入口は、原水槽１１への廃水２ｆの逆流を防ぐべく、濃縮槽２０の側面の、廃水面より高くなるような位置に形成されているが、廃水面よりも低くなり得る位置に形成し、逆流を防ぐべく電磁弁などで制御してもよい。
【００４４】
濃縮の態様は、原水槽１１での場合と同様であり、まず濃縮槽２０内に、廃水２ｆが溜められる。そして、一定時間が経過すると、濃縮槽２０内では、廃水２ｆに含まれる油脂が水分と分離して浮上し、その結果、上層に油脂が濃縮された油相が形成され、下層に水相が形成される。濃縮槽２０は、加温槽３０に接続されており、上層の油相主として廃水２ｇとして、濃縮槽２０から配管（流路）を介して加温槽３０へ送られる。一方、下層の水相は主として廃水２ｊとして、濃縮槽２０の側面の、底面に近い高さ位置に形成されている排出口及びこれに連続する配管（流路）を介して、原水槽１１へ送り戻される。
【００４５】
加温槽３０及び原水槽１１へ廃水２ｇ，２ｊを送水する方法は特に限定されず、例えば高低差を利用して送水してもよいし、ポンプを利用して送水してもよいし、コントローラにより制御される電磁弁を利用して送水してもよい。しかしながら、本実施形態では、加温槽３０へ廃水２ｇを送水する方法としては、ポンプを利用した送水方法が採用されており、原水槽１１へ廃水２ｊを送水する方法としては、高低差を利用した送水方法が採用されているものとする。本実施形態のポンプは、タイマー制御により所定の時間間隔で、濃縮槽２０内の廃水２ｆのうち、主として油相である上層の廃水２ｇのみを選択的に吸引し、加温槽３０へ送る。また、このポンプの動作を制御するために、好ましくは上述のコントローラを使用してもよい。具体的には、例えば、コントローラは、濃縮槽２０内に一定量の廃水２ｆが溜まった後、濃縮槽２０内に最後に廃水２ｆが流入してから油脂と水分とが分離するのに十分な一定時間が過ぎるタイミングを図り、かかる定期的なタイミングで一定量の上層の廃水２ｇを吸引し、加温槽３０へ送るようにポンプを制御する。
【００４６】
また、高低差を利用して原水槽１１へ廃水２ｊを送水するべく、本実施形態では、濃縮槽２０の側面に形成されている上述の排出口及びこれに連続する配管（流路）を介して、油脂と十分に分離された廃水２ｊ（すなわち、主として水相）が選択的に原水槽１１へ戻される。具体的には、逆Ｕ字型の配管を用意し、濃縮槽２０内の水相が存在する高さ位置に配管の一方の口を配置し、配管の他方の口を原水槽１１に流通させる。この場合、濃縮槽２０内の水位が上昇するにつれて、逆Ｕ字型の配管の、濃縮槽２０側の部分内の水位も上昇し、ある一定以上になると、油脂の含有量の少ない廃水２ｊが、逆Ｕ字型の配管の、原水槽１１側の部分を介して、原水槽１１へ流れ落ちる。
【００４７】
＜２−３．加温槽＞
次に、濃縮槽２０から流入口を介して廃水２ｇを受け取った加温槽３０内では、後段の酵素分解槽４０におけるリパーゼによる油脂の分解を促進するべく、廃水２ｇの加温が行われる。この加温には、油脂が固化するのを防いだり、常温で固形の油脂を溶解したり、液状油脂の粘性を下げたりすることにより、後段の酵素分解槽４０及び微生物槽５０での油脂の分解効率を向上させることができるという利点もある。なお、本実施形態では、廃水２ｇの流入口は、濃縮槽２０への廃水２ｇの逆流を防ぐべく、加温槽３０の側面の、廃水面より高くなるような位置に形成されているが、廃水面よりも低くなり得る位置に形成し、逆流を防ぐべく電磁弁などで制御してもよい。
【００４８】
加温槽３０へ達した廃水２ｇは、上記のとおり、既に原水槽１１及び濃縮槽２０内で油脂が濃縮されたものであるが、加温槽３０では、濃縮槽２０での濃縮に加えて、さらなる濃縮が行われる。濃縮の態様は、原水槽１１及び濃縮槽２０での場合と同様であり、まず、加温槽３０内に、廃水２ｇが溜められる。そして、一定時間が経過すると、加温槽３０内では、廃水２ｇに含まれる油脂が水分と分離して浮上し、その結果、上層に油脂が濃縮された油相が形成され、下層に水相が形成される。本実施形態では、加温槽３０内に形成される廃水２ｇ中の上層である油相を中心に加温が行われ、廃水２ｇに含まれる油脂が効率的に加温される。
【００４９】
また、本実施形態では、廃水２ｇの加温には、高温・高圧の水蒸気が利用される。具体的には、加温槽３０内に蒸気の噴射ノズルを有する加熱装置により、廃水２ｇ内に高温・高圧の蒸気が吹き込まれる。噴射ノズルの蒸気の噴射口は、加温槽３０内に設けられている。そして、吹き込まれた温かい蒸気が廃水２ｇ内を上昇し、主として油相である上層の廃水２ｈを選択的に温める。本実施形態では、加熱装置の動作は、好ましくはコントローラにより制御される。例えば、コントローラは、上層部分の廃水２ｈ全体を万遍なく加温するべく噴射ノズルの位置・向きを廃水２ｈの液面に沿って移動させたり、蒸気の温度、圧力、噴射のタイミング等の制御パラメータを適宜制御することができる。なお、加熱装置の動作が適切に制御されるよう、好ましくは加温槽３０内に水位センサーや温度センサー等を設置することができる。
【００５０】
なお、加温の目標となる廃水２ｈの温度は、リパーゼの至適温度でなくてもよく、リパーゼによる分解に適した作用温度であれば、任意の温度とし得、リパーゼの種類に応じて適宜選択可能である。このような温度は、リパーゼの種類によって異なるが、例えば、１０℃〜７５℃であり、２０℃〜６０℃であることがより好ましく、３０℃〜５０℃であることがさらに好ましい。
【００５１】
加温槽３０は、酵素分解槽４０と連通しており、加温槽３０から酵素分解槽４０へ廃水２ｈが送水されるが、この送水の方法も特に限定されず、例えば高低差を利用して送水してもよいし、ポンプを利用して送水してもよいし、エアーリフト式に送水してもよいし、コントローラにより制御される電磁弁を利用して送水してもよい。しかしながら、本実施形態では、以下の態様で、高低差が利用されるものとする。すなわち、加温槽３０の側面に、酵素分解槽４０へ廃水２ｈを排出するための排出口が形成されている。一方、酵素分解槽４０の側面の、この排出口よりも低い位置には、加温槽３０から廃水２ｈを受け取るための流入口が形成されており、この排出口からこの流入口へ向かって下方へ延びる配管（流路）が設けられている。その結果、濃縮槽２０からの廃水２ｇの流入により、加温槽３０内の水位が上がると、高低差により、加温槽３０内の主として上層の油相が、廃水２ｈとして、加温槽３０からこの配管を介して酵素分解槽４０へ送られる。また、この流入口は廃水面より低くなりにくい位置に配置されており、加温槽３０から酵素分解槽４０へ廃水２ｈが移送され易く、逆流しにくくなっている。なお、加温槽３０内の水分量が多くなり、油相と水相との境界面が上がると、加温槽３０内の水相の一部も、廃水２ｈとして酵素分解槽４０へ送られる。すなわち、本実施形態では、加温槽３０から酵素分解槽４０へは、油相が水相に優先して送られるようになっており、その結果、油脂を多く含む廃水２ｈが酵素分解槽４０へ選択的に送られるようになっている。
【００５２】
＜２−４．酵素分解槽＞
次に、加温槽３０から流入口を介して加温された廃水２ｈを受け取った酵素分解槽４０内では、廃水２ｈに含まれる油脂が、リパーゼの働きにより脂肪酸とグリセリンとに分解される。具体的には、酵素分解槽４０内には、固定化リパーゼが投入された酵素ホルダーが配置されている。酵素ホルダーは、ステンレス製のネット体であり、酵素分解槽４０の槽内で概ね底面付近から天面付近まで上下方向に延びている。また、酵素ホルダーのネットの網目のサイズは、固定化リパーゼの平均粒径より小さい。従って、酵素分解槽４０内の廃水２ｈは、酵素分解後、廃水２ｉとして後段の微生物槽５０に送られるが、固定化リパーゼはこのような廃水２ｈ，２ｉの流れに沿って酵素分解槽４０から流出することなく、酵素ホルダー内に留まるようになっている。酵素ホルダーの網目のサイズは固定化リパーゼの粒径にあわせて適宜変更できる。また酵素ホルダーの網目のサイズは固定化リパーゼの流出を防ぎ、油脂を効率的に分解できる限り特に限定されない。例えば、網目のサイズを１ｍｍ程度とし、固定化リパーゼの平均粒径を２〜４ｍｍとすることができる。
【００５３】
また、酵素ホルダー内に好ましくは攪拌手段を備えることができる。攪拌手段（攪拌装置）は超音波による攪拌、水中ポンプによる攪拌、攪拌翼による攪拌などが挙げられるが、水と油と酵素が効果的に接触できる方法である限り、特に限定されない。簡便な攪拌手段として好ましくは攪拌翼による攪拌を用いることができる。以下、攪拌翼による攪拌装置の使用例を挙げる。具体的には、攪拌翼は、酵素分解槽４０の槽の天面の略中心から下方に延びるステンレス製の旋回シャフトと、旋回シャフトから横方向に延びる数枚のステンレス製のプロペラとを有しており、旋回シャフトが回転することにより、酵素ホルダー内の固定化リパーゼと廃水２ｈとが攪拌される。その結果、酵素分解槽４０内では、油脂と水分とが分離することなく、従って、酵素分解の分解効率の低下が防止される。なお、攪拌翼を用いる場合、その動作は、旋回シャフトが連続的又は間欠的に回転するよう、好ましくはコントローラにより制御される。なお、旋回シャフトを間欠的に回転させる場合、タイマーを用いる等して加温槽３０から一定量の廃水２ｈが送られてくるタイミングを図り、かかる定期的なタイミングで旋回シャフトを回転させるようにしてもよい。
【００５４】
酵素分解槽４０内では、固定化リパーゼの働きにより、加温槽３０から送られてきた廃水２ｈが、脂肪酸を多量に含む廃水２ｉへと変化する。そして、酵素分解槽４０は、微生物槽５０と連通しており、酵素分解槽４０から微生物槽５０へ廃水２ｉが送水されるが、この送水の方法も特に限定されず、例えば高低差を利用して送水してもよいし、ポンプを利用して送水してもよいし、エアーリフト式に送水してもよいし、コントローラにより制御される電磁弁を利用して送水してもよい。しかしながら、本実施形態では、以下の態様で、高低差が利用されるものとする。すなわち、酵素分解槽４０の側面に、微生物槽５０へ廃水２ｉを排出するための排出口が形成されている。一方、微生物槽５０の側面の、この排出口よりも高い位置には、酵素分解槽４０から廃水２ｉを受け取るための流入口が形成されており、この排出口からこの流入口へ向かって上方へ延びる配管（流路）が設けられている。その結果、酵素分解槽４０内の廃水２ｉは、加温槽３０から廃水２ｈが流入し、酵素分解槽４０内の水位が上がることにより、高低差により、酵素分解槽４０から配管（流路）を介して微生物槽５０へ送られる。なお、この排出口の高さ位置がこの流入口の高さ位置よりも低いことにより、酵素分解槽４０内に廃水２ｈが溜まり易くなっており、廃水２ｈ中の油脂が長時間、酵素分解に供されるようになっている。また、この流入口は、微生物槽５０内の廃水面より低くなることはなく、廃水２ｉの逆流も防止されるようになっている。
【００５５】
＜２−５．微生物槽＞
次に、酵素分解槽４０から流入口を介して廃水２ｉを受け取った微生物槽５０内では、廃水２ｉに含まれる脂肪酸が、微生物の働きにより炭酸ガスと水とに分解される。微生物槽５０内の微生物は好気性微生物であっても、嫌気性微生物であってもよい。好気性微生物を用いる場合には、微生物槽５０内に散気手段（例えばエアレータなどの装置）を備えることが好ましい。エアレータを用いる場合は、エアレータが間欠的に駆動するよう、コントローラにより制御することが好ましい。エアレータの動作により、微生物槽５０内の廃水２ｉが曝気され、廃水２ｉ中の微生物が活性化される。
【００５６】
微生物槽５０内では、廃水２ｉ中に残存している油脂が水分から分離して浮上し、上層に油脂が濃縮された油相（脂肪酸を含む）が形成され、下層に水相（乳化した脂肪酸を含む）が形成される。微生物槽５０は、加温槽３０に接続されており、上層の油相は廃水２ｌとして、微生物槽５０から配管（流路）を介して、加温槽３０へ送り戻される。一方、下層の水相は廃水２ｋとして、微生物槽５０の側面の、油相よりも低い位置に形成されている排出口及びこれに連続する配管（流路）を介して、原水槽１１へ送り戻される。
【００５７】
微生物槽５０から廃水２ｌ，２ｋを送水する方法は特に限定されない。例えば高低差を利用して送水してもよいし、ポンプを利用して送水してもよいし、エアーリフト式に送水してもよいし、コントローラにより制御される電磁弁を利用して送水してもよい。しかしながら、本実施形態では、以下の態様で送水が行われるものとする。
【００５８】
すなわち、本実施形態では、加温槽３０へ廃水２ｌを送り戻すために、ポンプが利用される。具体的には、このポンプは、タイマー制御により所定の時間間隔で、微生物槽５０内の廃水２ｉのうち、主として油相である上層の廃水２ｌのみを選択的に吸引し、加温槽３０へ送る。なお、このポンプの動作も、好ましくはコントローラにより制御される。例えば、エアレータを用いる場合、コントローラは、エアレータを一時停止させた後、二相が分離するのに十分な一定時間が過ぎるタイミングを図り、かかる定期的なタイミングで一定量の上層の廃水２ｌを吸引し、加温槽３０へ送るようにポンプを制御してもよい。これにより、エアレータの動作による廃水２ｉの攪拌が防止され、二相の分離がより確実になり、油脂を多く含む廃水２ｌを選択的に加温槽３０へ送りつつ、油脂の含有量が少ない廃水２ｋを選択的に原水槽１１へ戻すことができるようになるからである。
【００５９】
一方、本実施形態では、高低差を利用することにより、微生物槽５０の側面に形成されている上述の排出口及びこれに連続する配管（流路）を介して、油脂と十分に分離された廃水２ｋ（すなわち、主として水相）を選択的に原水槽１１へ戻すことができる。具体的には、濃縮槽２０での場合と同様に、逆Ｕ字型の配管を用意し、微生物槽５０内の水相が存在する高さ位置に配管の一方の口を配置し、配管の他方の口を原水槽１１に流通させる。この場合、微生物槽５０内の水位が上昇するにつれて、逆Ｕ字型の配管の、微生物槽５０側の部分内の水位も上昇し、ある一定以上になると、油脂の含有量の少ない廃水２ｋが、逆Ｕ字型の配管の、原水槽１１側の部分を介して、原水槽１１へ流れ落ちる。
【００６０】
以上のとおり、本実施形態では、主として微生物槽５０内の廃水２ｉ中の上層の油相である廃水２ｌが、加温槽３０に戻されるため、酵素分解槽４０及び微生物槽５０を経て分解されずに残った油脂が、再度、酵素分解及び微生物分解を経ることになる。従って、最終的に排出されるｎ−ヘキサン抽出物量がさらに低減されるようになっている。
【００６１】
また、コントローラを用いて定期的に、微生物槽５０内の廃水２ｉを、酵素分解槽４０内での酵素分解の効果を監視するためのサンプルとして、微生物槽５０から所定量だけ取り出すように制御してもよい。具体的には、微生物槽５０の側面に形成されている監視口を介して、廃水２ｉのサンプルが微生物槽５０の外部の側面に取付けられている容器内へ取り出されるように構成する。なお、この監視口の好ましい形態として、コントローラにより制御される電磁弁により、適宜開閉させてもよい。
【００６２】
酵素分解槽４０に固定化リパーゼを使用する場合、固定化リパーゼの交換や補充のタイミングを判断する方法として目視の他、好ましくはサンプル内に含まれる脂肪酸の量を測定することにしてもよい。具体例として、上述の容器内の廃水２ｉのサンプル内に含まれる脂肪酸の量を定期的に測定することが挙げられる。そして、脂肪酸の量が想定よりも少ないとの測定結果であれば、酵素ホルダー内の固定化リパーゼの失活や流出が疑われるため、酵素ホルダー内の固定化リパーゼの交換や補充を行う。ところで、仮に、酵素分解槽４０と微生物槽５０とが一体である場合には、酵素による油脂の脂肪酸への分解が進行するのと同時に、微生物による脂肪酸の分解が進行するため、酵素分解の効果を判定することが難しくなってしまう。しかしながら、本実施形態では、酵素分解槽４０と微生物槽５０とが分離されているため、微生物槽５０内の廃水２ｉの状況を確認することにより、酵素分解槽４０内での酵素分解の状況が容易に予測でき、固定化リパーゼの交換や補充のタイミングを適切に判断できる。
【００６３】
＜３．特徴＞
＜３−１＞
上記実施形態では、加温槽３０と、油脂を分解するための酵素分解槽４０及び微生物槽５０とが分離されている。従って、酵素分解及び微生物分解に伴う制約に捉われることなく、効率的に廃水２に含まれる油脂を加温することができる。具体的には、仮に、加温槽３０と酵素分解槽４０及び微生物槽５０とが一体である場合には、熱によるリパーゼの失活や、微生物の生育不良等の問題を十分に考慮することが望まれる。一方で、上記実施形態では、加温槽３０と酵素分解槽４０及び微生物槽５０とが分離されているため、熱によるリパーゼの失活や、微生物の生育不良等の問題が低減される。よって、上記実施形態は、廃水２を安価に加温する加温手段としての蒸気を利用しやすいと考えられる。
【００６４】
また、上記実施形態の説明の中で、リパーゼ及び微生物による油脂の分解効率を向上させるための好ましい態様として、攪拌手段により廃水２が攪拌される態様が示されている。そして、このような攪拌を行う場合には、仮に、加温槽３０と、酵素分解槽４０及び微生物槽５０とが一体であれば、通常、槽内の廃水２全体を加温する必要が生じる。しかしながら、上記実施形態では、加温槽３０と酵素分解槽４０及び微生物槽５０とが分離されているため、油脂が濃縮された廃水２の一部（上層付近）を選択的に加温することにより、加温に伴うエネルギーを削減することができる。
【００６５】
＜３−２＞
上記実施形態では、事業施設３から原水槽１１へ廃水２が流入するタイミングによっては、原水槽１１から十分に濃縮されないままの油脂を含む廃水２が排出される可能性がある。しかしながら、上記実施形態では、原水槽１１の後段であって、加温槽３０、酵素分解槽４０及び微生物槽５０の前段に、濃縮槽２０が設置されている。従って、主として廃水２中の油相を確実に加温槽３０、酵素分解槽４０及び微生物槽５０に送ることが可能になり、ひいては、加温槽３０、酵素分解槽４０及び微生物槽５０を小型化することが可能になる。その結果、加温、酵素分解及び微生物分解に必要となるエネルギーを削減することができる。また、上記実施形態では、加温槽３０から酵素分解槽４０に送られる廃水２も、主として加温槽３０内の廃水２中の油相である。従って、さらに、ここで述べた効果が助長される。
【００６６】
＜３−３＞
上記実施形態では、酵素分解槽４０と微生物槽５０及び曝気槽１３とが分離されている。従って、酵素分解及び微生物分解の環境条件を個別に設定することが可能となり、その結果、リパーゼ及び微生物による油脂の分解効率が向上する。具体的には、固定化リパーゼに微生物が付着してしまうことによる、微生物分解の分解効率の低下が防止され得る。また、酵素分解槽４０、微生物槽５０及び曝気槽１３内の温度を別々に設定することが可能であるため、酵素分解槽４０、微生物槽５０及び曝気槽１３をそれぞれリパーゼの至適温度及び微生物の至適温度に設定し、各槽で効率的な分解処理を行うことが可能になる。また、同様のことが、酵素分解槽４０、微生物槽５０及び曝気槽１３内のｐＨについても言える。さらに、従来のように、酵素分解槽４０、微生物槽５０及び曝気槽１３が同じ槽であれば、微生物により産生されるプロテアーゼによりリパーゼが消化されて、経時的にリパーゼが失活していくという欠点があるが、上記実施形態では、この問題が解消されている。
【００６７】
＜３−４＞
上記実施形態では、廃水２が原水槽１１、濃縮槽２０、加温槽３０、酵素分解槽４０及び微生物槽５０の５つの槽で連続的に処理されるが、仮に、これらの処理が１つの槽内で一括して行われる場合には、槽内での廃水２の滞留時間を長くしなければならなくなる。その結果、槽を巨大化することが必要になるが、これは、製造コスト及び維持コストの増大をもたらす。しかしながら、上記実施形態では、機能別に５つの槽に分割されているため、槽が小型化され、上述した問題が解消されている。また、これにより、廃水２中の油脂濃度が上がるため、酵素分解及び微生物分解の分解効率も向上する。さらに、廃水２が５つの槽で連続的に処理されることにより、油脂分に富む廃水２を次工程に送水し処理することができる。
【００６８】
＜３−５＞
上記実施形態で説明したように、飲食店の厨房や食品工場等の事業施設から排出された廃水を濃縮槽、加温槽、酵素分解槽及び微生物槽内で処理し、得られた処理水を曝気槽内で活性汚泥処理に供したところ、前記廃水を原水槽から濃縮槽、加温槽、酵素分解槽及び微生物槽での処理を省略して曝気槽へ送り、活性汚泥処理に供した場合に比して、曝気槽内の余剰汚泥量が３０％〜５０％程度削減され、最終的に廃棄物として処理される余剰汚泥の大幅な減量が可能になることが確認された。本発明に係る方法を用いない場合には、廃水に含まれる油脂が曝気槽内の汚泥の表面に付着・堆積することによって余剰汚泥量が増大しているのに対して、本発明に係る方法では、酵素分解槽内での酵素分解と微生物槽内での微生物分解によって油脂が効率的に分解されており、曝気槽内での活性汚泥処理に供される油脂量が大幅に低減され、その結果、曝気槽内で油脂が汚泥の表面に付着するのを防止できたことにより、余剰汚泥を大幅に削減できたと考えられる。
【００６９】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。
【００７０】
＜４−１＞
加温槽３０における加温の態様は、上述したものに限られず、例えば、加温槽３０内に電熱式のヒーターを設置してもよいし、熱交換器を設置してもよいし、温水等を流し込むようにしてもよい。
さらに、ヒーターを設置する場合において、ヒーターの位置は、主として加温槽３０内に形成される油相を選択的に加熱できるような位置、例えば、酵素分解槽４０への廃水２ｈの排出口付近等とすることが好ましい。また、ヒーターの位置は、固定されている必要はなく、加温槽３０内の水位に応じて、コントローラにより移動させられるようにしてもよい。或いは、ヒーターをフロート等で浮くようにし、常に加温槽３０内に形成される油相付近に配置されるようにすることもできる。なお、酵素分解槽４０と微生物槽５０とが分離されている場合には、微生物のヒーターへの焼き付きの問題が解消されるため、容易にヒーターを利用することが可能になる。
【００７１】
＜４−２＞
上記実施形態において、酵素分解槽４０と微生物槽５０とが一体であってもよいし、微生物槽５０を省略してもよい。このような槽構成を採用したとしても、酵素分解槽４０内で生成される脂肪酸を曝気槽１３内で炭酸ガスと水とに分解することが可能であり、最終的に下水道等４に放流される廃水２ｓ中のｎ−ヘキサン抽出物質の含有量を所定の基準値以下に維持することが可能である。ただし、上記実施形態のように、脂肪酸を分解するための槽として、曝気槽１３に加えて微生物槽５０を用意すれば、曝気槽１３の負荷を低減することが可能になる。
＜４−３＞
酵素分解槽４０に投入されるリパーゼは、例えば、粉末状、液体状のものであってもよい。なお、固定化されていない油脂分解酵素を用いるのであれば、上述のネット体を用いる必要がないことは言うまでもない。また、リパーゼに代えて又は加えて、エステラーゼ等、リパーゼ以外の油脂分解酵素が用いられてもよい。
【００７２】
＜４−４＞
濃縮槽２０における油脂の濃縮の態様は、上述したものに限られず、例えば、濃縮槽２０の底に回転板を配置してこれを回転させ、廃水２を油相と水相とに遠心分離した後、回転中心に溜まる油相を加温槽３０へ送るようにしてもよい。加温槽３０及び微生物槽５０で油脂を濃縮する場合も同様である。
【００７３】
＜４−５＞
廃水２の流れるルートは、上述したものに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更を加えることができる。例えば、濃縮槽２０及び微生物槽５０の少なくとも一方から排出される廃水２ｊ，ｋを、原水槽１１へ戻すのではなく、グリーストラップ１０や、流量調整槽１２、曝気槽１３等へ送るようにしてもよい。また、加温槽３０内の水相を、グリーストラップ１０や、原水槽１１、流量調整槽１２、曝気槽１３等へ送るようにしてもよい。また、微生物槽５０に残存した油相である廃水２ｌも、加温槽３０に戻すのではなく、グリーストラップ１０や、原水槽１１、濃縮槽２０、酵素分解槽４０等に戻すようにしてもよい。また、微生物槽５０から廃水２ｋを下水道等４へ直接放流するようにしてもよく、さらにその場合において、槽１２〜１４等を省略してもよい。また、グリーストラップ１０を省略し、事業設備３から原水槽１１へ廃水２が流れ込むようにしてもよいし、あるいは、事業施設３から排出される廃水２の量が少ない場合には特に、原水槽１１を省略し、グリーストラップ１０から濃縮槽２０へ廃水２を送るようにしてもよい。
【００７４】
＜４−６＞
上記実施形態の説明の中では、酵素分解槽４０でのリパーゼの効果を点検するためのサンプルとして、微生物槽５０から廃水２が取り出される例を示した。しかしながら、これに代えて又は加えて、酵素分解槽４０からサンプルとなる廃水２を取り出すようにしてもよい。
【００７５】
＜４−７＞
微生物槽５０で使用される微生物は、菌類や細菌類であってもよい。
＜４−８＞
酵素分解槽４０内において、旋回シャフトを回転させつつ、酵素分解を行っている間、廃水２ｈが加温槽３０から流入し、廃水２ｉが酵素分解槽４０から流出するように構成してもよいし、あるいは、酵素分解槽４０と加温槽３０及び微生物槽５０とが実質的に連通せず、廃水２ｈ，２ｉが流れないようにしてもよい。後者の態様としては、例えば、酵素分解槽４０と加温槽３０及び微生物槽５０とを連通させる配管の適当な位置に、それぞれ電磁弁を設ける。そして、コントローラは、酵素分解槽４０内に一定量以上の廃水２ｈが溜まると、電磁弁を閉じ、一定時間（例えば、５時間前後）、連続的又は間欠的に旋回シャフトを回転させる。その後、コントローラは、旋回シャフトを停止させるとともに、電磁弁を開き、酵素分解後の廃水２ｉを、酵素分解槽４０内に設置されているポンプで吸引し、微生物槽５０へ送る。なお、酵素分解槽４０内に一定量以上の廃水２ｈが溜まっていることをコントローラが判断可能なよう、酵素分解槽４０内にも、適宜水位センサー等を設置してもよいし、タイマーが用いられてもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１  廃水処理装置
２  廃水
２０  濃縮槽（第３槽）
３０  加温槽（第１槽）
４０  酵素分解槽（第２槽）
５０  微生物槽（第４槽）
【図１】
2014076429.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成25年1月11日(2013.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂を含む廃水を連続的に処理する廃水処理装置であって、
前記廃水を加温する第１処理が行われる第１槽と、
前記廃水に含まれる前記油脂を分解する第２処理が行われる第２槽と、
前記第１処理に先立って、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第３処理が行われる第３槽と、
前記第１槽内で加温された前記廃水を、前記第１槽から前記第２槽に送るための第１流路と、
前記第３槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第３槽から前記第１槽に送るための第２流路と
を備える、廃水処理装置。
【請求項２】
前記第３処理に先立って、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第４処理が行われる第４槽と、
前記第４槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第４槽から前記第３槽に送るための第３流路と
をさらに備える、
請求項１に記載の廃水処理装置。
【請求項３】
前記第１処理は、前記第１槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を中心に加温する処理である、
請求項１又は２に記載の廃水処理装置。
【請求項４】
前記第２処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を酵素分解する処理であり、
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を前記酵素分解に適した温度に加温する処理である、
請求項１から３のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項５】
前記第３処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を水分から分離し、前記第３槽内で前記油脂を浮上させる処理である、
請求項１から４のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項６】
前記第３槽から前記廃水中の前記油脂の少ない部分を前記第４槽に戻すための第５流路
をさらに備える、
請求項２に記載の廃水処理装置。
【請求項７】
前記廃水に含まれる前記酵素分解により生じた脂肪酸を微生物分解する第５処理が行われる第５槽と、
前記第２処理における前記酵素分解により生じた脂肪酸を含む前記廃水を、前記第２槽から前記第５槽に送るための第６流路と
をさらに備える、
請求項４に記載の廃水処理装置。
【請求項８】
前記第５槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を、前記第５槽から前記第１槽に戻すための第７流路
をさらに備える、
請求項７に記載の廃水処理装置。
【請求項９】
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を蒸気により加温する処理である、
請求項１〜８のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項１０】
前記第２処理は、固定化酵素を用いた処理である、
請求項１〜９のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項１１】
油脂を含む廃水を連続的に処理する方法であって、
第１槽内で、前記廃水を加温する第１処理を行う工程と、
前記第１槽内で加温された前記廃水を、前記第１槽から第２槽に送る工程と、
前記第２槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を分解する第２処理を行う工程と、
前記第１処理に先立って、第３槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第３処理を行う工程と、
前記第３槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第３槽から前記第１槽に送る工程と
を備える、方法。
【請求項１２】
前記第３処理に先立って、第４槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第４処理を行う工程と、
前記第４槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第４槽から前記第３槽に送る工程と
をさらに備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を酵素分解する処理であり、
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を前記酵素分解に適した温度に加温する処理である、
請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２処理中に、前記第２槽内の前記廃水を攪拌する工程
をさらに備える、
請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記第３処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を水分から分離し、前記第３槽内で前記油脂を浮上させる処理である、
請求項１１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記第３槽から前記廃水中の前記油脂の少ない部分を前記第４槽に戻す工程
をさらに備える、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２処理における前記酵素分解により生じた脂肪酸を含む前記廃水を、前記第２槽から第５槽に送る工程と、
前記第５槽内で、前記廃水に含まれる前記脂肪酸を微生物分解する第５処理を行う工程と
をさらに備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記第５槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を、前記第５槽から前記第１槽に戻す工程
をさらに備える、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を蒸気により加温する処理である、
請求項１１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記第２処理は、固定化酵素を用いた処理である、
請求項１１〜１９のいずれかに記載の方法。
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月23日(2013.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂を含む廃水を連続的に処理する廃水処理装置であって、
前記廃水を加温する第１処理が行われる第１槽と、
前記廃水に含まれる前記油脂を分解する第２処理が行われる第２槽と、
前記第１処理に先立って、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第３処理が行われる第３槽と、
前記第１槽内で加温された前記廃水を、前記第１槽から前記第２槽に送るための第１流路と、
前記第３槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第３槽から前記第１槽に送るための第２流路と
を備え、
前記第３槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相は、前記第３槽から前記第１槽及び第２槽のうち前記第１槽のみに送られる、
廃水処理装置。
【請求項２】
前記第３処理に先立って、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第４処理が行われる第４槽と、
前記第４槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第４槽から前記第３槽に送るための第３流路と
をさらに備える、
請求項１に記載の廃水処理装置。
【請求項３】
前記第１処理は、前記第１槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を中心に加温する処理である、
請求項１又は２に記載の廃水処理装置。
【請求項４】
前記第２処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を酵素分解する処理であり、
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を前記酵素分解に適した温度に加温する処理である、
請求項１から３のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項５】
前記第３処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を水分から分離し、前記第３槽内で前記油脂を浮上させる処理である、
請求項１から４のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項６】
前記第３槽から前記廃水中の前記油脂の少ない部分を前記第４槽に戻すための第５流路
をさらに備える、
請求項２に記載の廃水処理装置。
【請求項７】
前記廃水に含まれる前記酵素分解により生じた脂肪酸を微生物分解する第５処理が行われる第５槽と、
前記第２処理における前記酵素分解により生じた脂肪酸を含む前記廃水を、前記第２槽から前記第５槽に送るための第６流路と
をさらに備える、
請求項４に記載の廃水処理装置。
【請求項８】
前記第５槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を、前記第５槽から前記第１槽に戻すための第７流路
をさらに備える、
請求項７に記載の廃水処理装置。
【請求項９】
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を蒸気により加温する処理である、
請求項１〜８のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項１０】
前記第２処理は、固定化酵素を用いた処理である、
請求項１〜９のいずれかに記載の廃水処理装置。
【請求項１１】
油脂を含む廃水を連続的に処理する方法であって、
第１槽内で、前記廃水を加温する第１処理を行う工程と、
前記第１槽内で加温された前記廃水を、前記第１槽から第２槽に送る工程と、
前記第２槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を分解する第２処理を行う工程と、
前記第１処理に先立って、第３槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第３処理を行う工程と、
前記第３槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第３槽から前記第１槽及び第２槽のうち前記第１槽のみに送る工程と
を備える、方法。
【請求項１２】
前記第３処理に先立って、第４槽内で、前記廃水に含まれる前記油脂を濃縮する第４処理を行う工程と、
前記第４槽内の前記廃水中の前記油脂が濃縮された油相を、前記第４槽から前記第３槽に送る工程と
をさらに備える、
請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を酵素分解する処理であり、
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を前記酵素分解に適した温度に加温する処理である、
請求項１１又は１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２処理中に、前記第２槽内の前記廃水を攪拌する工程
をさらに備える、
請求項１１から１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
前記第３処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を水分から分離し、前記第３槽内で前記油脂を浮上させる処理である、
請求項１１から１４のいずれかに記載の方法。
【請求項１６】
前記第３槽から前記廃水中の前記油脂の少ない部分を前記第４槽に戻す工程
をさらに備える、
請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記第２処理における前記酵素分解により生じた脂肪酸を含む前記廃水を、前記第２槽から第５槽に送る工程と、
前記第５槽内で、前記廃水に含まれる前記脂肪酸を微生物分解する第５処理を行う工程と
をさらに備える、
請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記第５槽内の前記廃水中の前記油脂を含む油相を、前記第５槽から前記第１槽に戻す工程
をさらに備える、
請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１処理は、前記廃水に含まれる前記油脂を蒸気により加温する処理である、
請求項１１〜１８のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】
前記第２処理は、固定化酵素を用いた処理である、
請求項１１〜１９のいずれかに記載の方法。