(57)【要約】【課題】  油分を十分に除去することができ、且つ、油分の処理に手間やコストがかかったり、或いは処理の際に臭気が発生するという問題もなく、しかも大量の油脂分解菌を常に補充投入する必要もなく、連続的に油脂含有排水を生物学的に処理することのできる方法を提供することを目的とする。【解決手段】  油脂含有排水を生物学的に処理するにあたり、槽内のｐＨを７．３〜８．５に、槽内の酸化還元電位を−５０〜−２５０ｍＶに、それぞれ調整し、且つ、油脂分解菌が添加され、流動担体２の充填された油脂分解槽１を設け、該油脂分解槽に油脂含有排水を連続的に導入して処理すると共に、処理された水の一部は再び該油脂分解槽に戻すことを特徴とする油脂含有排水の生物学的処理方法を提供する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂含有排水を生物学的に処理するにあたり、槽内のｐＨを７．３〜８．５に、槽内の酸化還元電位を−５０〜−２５０ｍＶに、それぞれ調整し、且つ、油脂分解菌が添加され、流動担体の充填された油脂分解槽を設け、該油脂分解槽に油脂含有排水を連続的に導入して処理すると共に、処理された水の一部は再び該油脂分解槽に戻すことを特徴とする油脂含有排水の生物学的処理方法。
【請求項２】
油脂分解菌を油脂分解槽に間欠的に添加する請求項１記載の方法。
【請求項３】
油脂分解槽に戻す処理水の量を、油脂含有排水の流入量に対して０．８倍を超える量とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
油脂分解槽における油脂含有排水の滞留時間を１〜６時間とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油脂含有排水の生物学的処理方法に関する。特に本発明は、一般的な有機性排水の生物学的処理の前処理として好適な油脂含有排水の生物学的処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品工場やホテル，レストランの厨房などから排出される排水中には、油脂が多く含有されている場合が多い。
このような油脂含有排水を処理する方法としては、例えば加圧浮上分離槽、自然浮上分離槽（オイルピット）等を用いる方法が行われている。
この方法は、油分の分離除去には有効であるものの、分離した油分の処理に手間やコストがかかり、処理の際に臭気が発生するという問題もあった。さらに、この方法の場合、加圧浮上分離槽や自然浮上分離槽（オイルピット）の設置に広大な敷地を必要とする。
【０００３】
このため油脂分解菌を用いて生物学的に処理する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
しかしながら、この方法の場合、連続的に油脂含有排水が流入する系では、菌剤を幾ら添加しても反応槽にうまく定着せず流出してしまうため、有効に処理することができず、大量の油脂分解菌を常に補充投入する必要があった。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１５３９２２号公報
【特許文献２】特開平９−８５２９４号公報
【特許文献３】特開平１１−５７７５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題点を解消し、油分を十分に除去することができ、且つ、油分の処理に手間やコストがかかったり、或いは処理の際に臭気が発生するという問題もなく、しかも大量の油脂分解菌を常に補充投入する必要もなく、連続的に油脂含有排水を生物学的に処理することのできる方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者等は、上記した従来の問題点を解決するため鋭意検討を重ねた結果、油脂分解菌が添加され、流動担体の充填された油脂分解槽内のｐＨを７．３〜８．５に、酸化還元電位を−５０〜−２５０ｍＶに、それぞれ調整し、該油脂分解槽に油脂含有排水を連続的に導入して処理すると共に、処理された水の一部は再び該油脂分解槽に戻すことによって、目的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、請求項１に係る本発明は、油脂含有排水を生物学的に処理するにあたり、槽内のｐＨを７．３〜８．５に、槽内の酸化還元電位を−５０〜−２５０ｍＶに、それぞれ調整し、且つ、油脂分解菌が添加され、流動担体の充填された油脂分解槽を設け、該油脂分解槽に油脂含有排水を連続的に導入して処理すると共に、処理された水の一部は再び該油脂分解槽に戻すことを特徴とする油脂含有排水の生物学的処理方法を提供するものである。
請求項２に係る本発明は、油脂分解菌を油脂分解槽に間欠的に添加する請求項１記載の方法を提供するものである。
請求項３に係る本発明は、油脂分解槽に戻す処理水の量を、油脂含有排水の流入量に対して０．８倍を超える量とする請求項１記載の方法を提供するものである。
請求項４に係る本発明は、油脂分解槽における油脂含有排水の滞留時間を１〜６時間とする請求項１記載の方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、油脂含有排水中の油分を十分に除去することができ、且つ、油分の処理に手間やコストがかかったり、或いは処理の際にスカムが発生しないため臭気が発生するという問題もない。
しかも本発明によれば、大量の油脂分解菌を常に補充投入する必要もなく、連続的に油脂含有排水を生物学的に処理することができる。
【０００９】
油脂含有排水を生物学的に処理する場合、標準活性汚泥法では、ｎ−ヘキサン抽出物濃度として、６０ｍｇ／Ｌ以下の原水を３０ｍｇ／Ｌ以下にするのが限度であり、これに流動床式排水処理法を組み合わせたとしても２００ｍｇ／Ｌ以下の原水を６０ｍｇ／Ｌ以下にするのが限度であって、原水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度が２００ｍｇ／Ｌを超える油脂含有排水を処理することは困難であった。
本発明によれば、原水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度が２００ｍｇ／Ｌを大幅に超えるような油脂含有排水を７０ｍｇ／Ｌ以下にすることが可能となり、さらに後段に流動床式排水処理法を組み合わせることにより、４０ｍｇ／Ｌ以下とすることが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
請求項１に係る本発明は、油脂含有排水の生物学的処理方法に関し、油脂含有排水を生物学的に処理するにあたり、槽内のｐＨを７．３〜８．５に、槽内の酸化還元電位を−５０〜−２５０ｍＶに、それぞれ調整し、且つ、油脂分解菌が添加され、流動担体の充填された油脂分解槽を設け、該油脂分解槽に油脂含有排水を連続的に導入して処理すると共に、処理された水の一部は再び該油脂分解槽に戻すことを特徴とするものである。
【００１１】
以下、本発明について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の方法の実施に用いる排水処理装置の１例を示す説明図である。図中、符号１は油脂分解槽である。
請求項１に係る本発明は、油脂含有排水（原水と称することがある。）を生物学的に処理するにあたり、油脂分解菌が添加され、流動担体の充填された油脂分解槽１を設けている。
【００１２】
ここで油脂分解槽１内に添加されている油脂分解菌としては、特に制限されないが、シュードモナス属（Pseudomonas）、アシネトバクター属（Acinetobactor）、バチルス属（Bacillus）等に属するものが挙げられ、それらを単独で、或いは２種以上を組合わせて用いることができる。
シュードモナス属（Pseudomonas）に属するものとしては、例えばシュードモナス・エスピー（Pseudomonas sp.）ＳＫ０４０１株（ＦＥＲＭ  Ｐ１３２３１）を挙げることができる。
また、アシネトバクター属（Acinetobactor）に属するものとしては、例えばアシネトバクター・エスピー（Acinetobactor sp.）ＳＫ０４０２株（ＦＥＲＭ  Ｐ１３２３２）を挙げることができる。
バチルス属（Bacillus）等に属するものとしては、例えばバチルス・ズブチルス（Bacillus subtilis）、バチルス・リケニフォルミス（Bacillus licheniformis）、バチルス・ステアロサーモフィラス（Bacillus stearothermophilus）を挙げることができる。
【００１３】
油脂分解菌としては、使用上の取り扱い易さ等を考慮して、粉末状、顆粒状などの形態の油脂分解菌製剤としたものを用いることができる。
複数の油脂分解菌を含む製剤としてより具体的には、例えば四国化成工業株式会社製の商品名「ハイポルカ  Ｏ」を用いることができる。このものは、シュードモナス属（Pseudomonas）、アシネトバクター属（Acinetobactor）、バチルス属（Bacillus）等に属する油脂分解菌を含む油脂分解菌製剤である。
【００１４】
本発明においては、このような油脂分解菌を、油脂分解槽１に常に補充投入する必要はなく、初めに添加した後は、処理性能が低下したと認められるときに、必要に応じて、間欠的に、或いは連続的に添加すれば足りる。
例えば、油脂分解菌は、請求項２に記載したように、油脂分解槽１に間欠的に添加すれば足りる。週に１回程度の追加投入（添加）でも足りる場合がある。
これは、後述するように、油脂分解槽１に流動担体２が充填されていることから、油脂分解菌が定着しやすくなっているためであると考えられる。
なお、油脂分解菌の添加量は、油脂分解槽の容量に対して、通常、１×１０５〜１×１０９個／Ｌであるが、これに限定されるものではない。
【００１５】
この油脂分解槽１には、流動担体２が充填されている。
流動担体２は、ポリプロピレン、ポリエチレン等の合成樹脂で製造されたものであって、通常、円柱状、角柱状などの柱状；円筒状、角筒状などの筒状等の形状で、表面に適度な凹凸や空孔を有するものが好ましいが、これらに限定されるものではない。
このような流動担体２は、機械的な攪拌手段や曝気手段等により油脂分解槽１内にて流動せしめられる。図１では、曝気手段３により流動担体２を流動させている様子を示している。曝気手段３としては、散気管や散気球など、いずれの手段でもよい。
このように油脂分解槽１内を流動させる意味から、流動担体２としては、見掛け比重が０．６〜１．２ｇ／ｃｍ３程度のものを用いることが好ましい。また、同様の意味から、筒状であるものがより好ましい。
本発明において、油脂分解槽１における流動担体２の充填量は、通常、２０〜４０％、好ましくは２５〜３５％である。
ここで油脂分解槽１における流動担体２の充填量が２０％未満であると、油脂分解菌が定着せず、一方、４０％を超えると、流動担体２が流動し難くなるため、いずれも好ましくない。
【００１６】
油脂分解槽１は、このように油脂分解菌が添加され、流動担体２の充填されたものである。
本発明においては、この油脂分解槽１内のｐＨを７．３〜８．５、好ましくは７．５〜８．５に、酸化還元電位を−５０〜−２５０ｍＶ、好ましくは−５０〜−２３０ｍＶに、それぞれ調整することが必要である。
ここで油脂分解槽１内のｐＨが７．３未満であったり、或いは８．５を超えたりする場合には、いずれも処理水中の油脂含量を低減化することができない。
また、油脂分解槽１内の酸化還元電位が−５０ｍＶを超えたり、或いは−２５０ｍＶ未満であったりする場合には、いずれも処理水中の油脂含量を低減化することができない。
これは、好気性が強過ぎると、油脂を分解せず、ＢＯＤ成分を分解してしまうためと推定され、一方、嫌気性が強過ぎると、油脂分解菌の活動が鈍り、処理効率が悪くなるためと推定される。
【００１７】
請求項１に係る本発明は、このような油脂分解槽１に油脂含有排水を連続的に導入して処理すると共に、処理された水の一部は再び該油脂分解槽１に戻すことを特徴とするものである。
ここで処理された水の一部を再び該油脂分解槽１に戻さない場合には、本発明の目的を達成することはできない。例えば、原水のｎ−ヘキサン抽出物濃度が３００ｍｇ／Ｌを超えるような油脂含有排水の場合には、これを１００ｍｇ／Ｌ以下にまで処理することはできない。
これに対して、処理された水の一部を再び該油脂分解槽１に戻す（リターンする）場合には、原水のｎ−ヘキサン抽出物濃度が３００ｍｇ／Ｌを超えるような油脂含有排水の場合であっても、これを１００ｍｇ／Ｌ以下にまで処理することができる。
【００１８】
油脂分解槽１に戻す処理水の量（リターン水量）は、請求項３に記載したように、油脂含有排水（原水）の流入量に対して０．８倍を超える量とすることが好ましく、特に０．８倍を超え、１．５倍までの量とすることがより好ましい。
即ち、油脂含有排水（原水）の流入量：油脂分解槽に戻す処理水の量（リターン水量）は、１：０．８を超え１．５までの割合であることが好ましい。
なお、油脂分解槽に戻す処理水の量（リターン水量）について、基本的には上限値は定めなくともよいが、多過ぎるとポンプも大きくなり、無駄となることから、１．５倍までの量とすることが好ましいとした。
【００１９】
なお、油脂分解槽における油脂含有排水の滞留時間は、請求項４に記載したように、通常、１〜６時間であり、好ましくは２〜５時間、より好ましくは２．５〜３．５時間である。
ここで油脂分解槽における油脂含有排水の滞留時間が短過ぎると、油脂分解反応が充分に進まず、一方、長くとるためには、反応槽を大きくしなければならず無駄となるため、いずれも好ましくない。
【００２０】
このようにして本発明によれば、油脂含有排水中の油分を十分に除去することができ、且つ、油分の処理に手間やコストがかかったり、或いは処理の際にスカムが発生しないため臭気が発生するという問題もない。
しかも本発明によれば、大量の油脂分解菌を常に補充投入する必要もなく、連続的に油脂含有排水を生物学的に処理することができる。
【００２１】
さらに、本発明による油脂分解槽１の後段に、通常の有機性排水の生物学的処理装置、例えば流動床式排水処理装置を組合わせることにより、一層効率的に油脂含有排水を処理することができる。
即ち、本発明は、一般的な有機性排水の生物学的処理の前処理として好適である。
【００２２】
本発明の方法における油脂分解の原理について述べると、本発明においては、次の２段階の分解によって油脂分を低減させているものと推定する。
まず、第１段階で、リパーゼによる加水分解が行われる。
油脂成分は、油脂分解菌製剤に含まれる細菌類が作るリパーゼにより加水分解される。
次に、第２段階で、グリセリン、脂肪酸の分解が行われる。
グリセロールと脂肪酸はそれぞれ分解され、分解・除去される。
第１段階は主に油脂分解槽で、第２段階は主に後段の活性汚泥処理で行われる。
【実施例】
【００２３】
次に、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。
【００２４】
実施例１
図１に示す油脂含有排水処理装置を用いて、油脂含有排水（原水）の処理を行った。油脂分解槽１には、油脂分解菌製剤を添加し、流動担体を充填した。また、油脂分解槽１の後段に、流動床式排水処理装置を組合わせた。
油脂分解槽処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度と、さらにその後に流動床式排水処理装置を経た後の流動床処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度の測定結果を、油脂含有排水（原水）のｎ−ヘキサン抽出物濃度の測定結果と共に図２及び表１に示す。
油脂含有排水（原水）の処理条件は以下のとおりである。
【００２５】
１）油脂含有排水（原水）；市販牛乳（脂肪分３．７％）と純乳脂（脂肪分４０％）とを１０：１の割合で混合し、６７倍希釈したものを用いた。油脂含有排水（原水）の流入量は、６０Ｌ／時間であった。
２）原水流入割合；油脂含有排水（原水）の流入量：油脂分解槽に戻す処理水の量（リターン水量）＝１：１の割合とした。つまり（リターン水量／原水量）×１００（％）で表されるリターン率は１００％とした。従って、原水流入割合は合計１２０Ｌ／時間となった。
３）油脂分解槽の容積；１８０Ｌ
４）原水の滞留時間；３時間
５）処理条件；油脂分解槽には、直径１０ｍｍ×長さ１０ｍｍのポリプロピレン製筒状担体を３０％の割合で充填した。油脂分解槽内のｐＨは７．５に維持した。次に、油脂分解槽内の酸化還元電位は、−１５０ｍＶとした。また、油脂分解菌製剤としては、四国化成工業株式会社製の商品名「ハイポルカ  Ｏ」を用い、週１回５０ｍｇ／Ｌ−油脂分解槽（約１×１０７個／Ｌ−油脂分解槽）の割合で添加した。
６）後段処理；流動床式排水処理装置を用いて処理した（処理条件：ＢＯＤ容積負荷  ４ｋｇ-ＢＯＤ／ｍ３・日）。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
図２及び表１の結果によれば、平均で３００ｍｇ／Ｌを超える、高濃度のｎ−ヘキサン抽出物濃度の油脂含有排水について、本発明の方法によれば、平均で６９ｍｇ／Ｌと、大幅にｎ−ヘキサン抽出物濃度を低減することができることが分かる。
さらに、後段の流動床処理水は、平均で３３ｍｇ／Ｌと、著しくｎ−ヘキサン抽出物濃度が低減されていることが分かる。
【００２８】
実験例１
実施例１において、油脂分解槽内のｐＨを種々変えて、油脂含有排水（原水）の処理を行った。処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の測定結果を図３に示す。
【００２９】
図３によれば、油脂分解槽のｐＨが７．３未満であったり、或いは８．５を超えると、処理性能が低下し、特に低ｐＨでは処理性能が顕著に低下する傾向があることが分かる。
従って、油脂分解槽のｐＨは、７．３〜８．５とすることがよいことが分かる。
【００３０】
実験例２
実施例１において、油脂分解槽内の酸化還元電位（ＯＲＰ）を種々変えて、油脂含有排水（原水）の処理を行った。処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の測定結果を図４に示す。
【００３１】
図４によれば、油脂分解槽内の酸化還元電位（ＯＲＰ）が−５０〜−２５０ｍＶの範囲内であれば、良好に処理されていることが分かる。
但し、ｐＨ、リターン水量が基準値内であり、油脂分解菌製剤を定期的に投入している場合に限る。なお、原水のｎ−ヘキサン抽出物濃度が低い場合はこの限りではない。
【００３２】
実験例３
実施例１において、油脂分解槽１に戻す処理水の量（リターン水量）を４日目に、（リターン水量／原水量）×１００（％）で表されるリターン率が８０％以下となるまで減少させて処理を行った。
そのときのリターン率と、処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の経時変化を図５に示す。
【００３３】
図５によれば、リターン率が８０％以下となったときには、処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度を１００ｍｇ／Ｌ以下まで処理することができないことが分かった。
そこで５日目から元のリターン率（１００％）まで戻して処理したところ、処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度は１００ｍｇ／Ｌ以下の数値まで下がった。
従って、リターン水量は、原水量と同流量に制御することにした。
【００３４】
実験例４
実施例１と同様にして行った処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の経時変化を図６に示す。
図６から明らかなように、処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度は４〜５日で上昇傾向になるものの、油脂分解菌製剤を７日目に投入添加することにより、処理性能が復旧する。
従って、油脂分解菌製剤は、週１回投入することにした。
【００３５】
実験例５
実施例１において、原水の滞留時間を３時間から２時間に変えたこと以外は、実施例１と同様にして行い、処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の経時変化を調べた。結果を図７に示す。
【００３６】
図７から明らかなように、原水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度が３５０ｍｇ／Ｌを超えるような高濃度の油脂含有排水については、油脂分解槽における原水の滞留時間が２時間でも、処理水中のｎ−ヘキサン抽出物を５０％程度の除去率で処理することができる。
但し、原水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度が３５０ｍｇ／Ｌを超えるような高濃度の油脂含有排水を、１００ｍｇ／Ｌ以下にまで処理する場合には、油脂分解槽における原水の滞留時間は、３時間必要であると判断される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の方法の実施に用いる排水処理装置の１例を示す説明図である。
【図２】実施例１における油脂分解槽処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度と、さらにその後に流動床式排水処理装置を経た後の流動床処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度の測定結果を示すグラフである。
【図３】実験例１において油脂分解槽内のｐＨを種々変えて油脂含有排水（原水）の処理を行った場合における処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の測定結果を示すグラフである。
【図４】実験例２において油脂分解槽内の酸化還元電位（ＯＲＰ）を種々変えて油脂含有排水（原水）の処理を行った場合における処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の測定結果を示すグラフである。
【図５】実験例３において、油脂分解槽１に戻す処理水のリターン率と、処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度の経時変化を示すグラフである。
【図６】実験例４の結果、つまり実施例１と同様にして行った処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の経時変化を示すグラフである。
【図７】実験例５において、原水の滞留時間を３時間から２時間に変えて処理を行った場合における処理水中のｎ−ヘキサン抽出物濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３８】
１  油脂分解槽
２  流動担体
３  曝気手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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