(57)【要約】【課題】グリーストラップ廃水の処理に関し、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、コスト高、および、作業の煩雑さを解消する。【解決手段】次のような無機系凝集助剤と高分子凝集助剤とを添加する添加槽２を、廃水浄化装置１に装備する。すなわち、無機系凝集助剤は、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含むものであり、高分子凝集助剤は、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤である。これにより、エマルジョン化した油脂類の低減を実現することができるので、グリーストラップ廃水の処理に関し、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、コスト高、および、作業の煩雑さを解消することができる。【選択図】図１
2018051552.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水を浄化する廃水浄化装置（１）において、
セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含む無機系凝集助剤と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とを前記グリーストラップ廃水に添加する添加槽（２）を備える廃水浄化装置。
【請求項２】
グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水を浄化する廃水浄化装置において、
セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性した変性無機物を含む無機系凝集助剤を前記グリーストラップ廃水に添加する添加槽を備える廃水浄化装置。
【請求項３】
請求項１に記載の廃水浄化装置において、
前記無機系凝集助剤は、
セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性した変性無機物を含むことを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性した変性有機物を前記グリーストラップ廃水に添加することを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項５】
請求項２または請求項３に記載の廃水浄化装置において、
前記変性無機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項６】
請求項４に記載の廃水浄化装置において、
前記変性有機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍであることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項７】
請求項２ないし請求項６の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
前記シランカップリング剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロピルトリヒドロキシシランの中から選択した１または複数のシラン化合物であることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
前記添加槽の下流側に配置され、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤と、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とを添加する別の添加槽（３）を備えることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
前記無機系凝集助剤を添加された前記グリーストラップ廃水から固形物を除去する固液分離器（４）を備え、
この固液分離器は、
多数のスリットを具備して水平に対し傾斜するように配置されるスクリーン（４ａ）を有し、前記グリーストラップ廃水が前記スクリーンの上部から供給されることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
前記添加槽の廃水面に浮く浮上油を除去する前処理部（５）を備え、
この前処理部は、前記浮上油を水分とともに吸引する吸引部（１６）と、この吸引部により吸引された油分および水分の混合物から油分を分離する分離部（１７）とを有し、
この分離部は、前記混合物を加熱して油分の浮上を促進することで、油分と水分との分離を促すことを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
前記グリーストラップ廃水のｐＨを調整するｐＨ調整槽（６）を備えることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１１の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
前記グリーストラップ廃水には、前記無機系凝集助剤を添加する前に、沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を添加し、
沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方の前記グリーストラップ廃水に対する添加率を０．０１〜０．９０重量％とすることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の廃水浄化装置において、
前記グリーストラップ廃水に沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を添加する前または後に、活性炭を前記グリーストラップ廃水に添加し、
活性炭の前記グリーストラップ廃水に対する添加率を０．１〜２．５重量％とすることを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３の内のいずれか１つに記載の廃水浄化装置において、
前記無機系凝集助剤の粉末を貯留するホッパ（２１）と、
このホッパから前記無機系凝集助剤の粉末を負圧吸引して前記グリーストラップ廃水に添加するエゼクタ（２０）とを備え、
前記エゼクタは、前記無機系凝集助剤の粉末を水道水または井戸水の流れにより発生する負圧に吸引させて水道水または井戸水と混合するとともに、前記グリーストラップ廃水中に吐出することを特徴とする廃水浄化装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の廃水浄化装置において、
前記エゼクタは、水道水または井戸水の前記ホッパへの逆流を阻止する逆止弁（２３）を有することを特徴とする廃水浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、業務用厨房等に設置が義務付けされているグリーストラップに溜まった食品屑等の残渣や油脂分を水分とともにバキューム吸引等することで集めた廃水（以下、グリーストラップ廃水と呼ぶことがある。）を浄化する廃水浄化装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、業務用厨房等では油脂分や食品屑等を含む汚水がそのまま下水に流れるのを防止するため、グリーストラップが設置されているが、グリーストラップは油脂分や食品屑等を堰き止めるものである（例えば、特許文献１参照。）。このため、堰き止めて溜まった油脂分や残渣をグリーストラップから定期的に除く必要がある。そこで、上記のようにグリーストラップに溜まった油脂分や残渣を水分とともにバキューム吸引して集めることが行われている。
【０００３】
ところで、このようにして集めたグリーストラップ廃水の処理方法として、焼却処分したり、堆肥化したりする方法が考えられている。
しかし、グリーストラップ廃水における油脂分や食品屑等の質量分率は、５重量％に満たず一般的に２重量％程度であり、水分が、残りの９８重量％を占めている。
このため、焼却処分は、エネルギー的に極めて高コストである。
【０００４】
一方、堆肥化については、水分率が高すぎると、通気性が悪くなって微生物に酸素が行き渡らず、発酵が妨げられるので水分率を下げる必要がある。そこで、水分率を、発酵に適した数値（例えば、５０〜７０重量％）まで下げるため、ふすま、米糠、籾殻、木屑、バーク、バイオチップ、または、新聞古紙等（以下、副資材と呼ぶことがある。）をグリーストラップ廃水に添加することが考えられている。
【０００５】
しかし、副資材は嵩高であり搬送にコストがかかる上、処理すべき対象（つまり、廃水＋副資材）も大容量になってしまい、処理設備を大型化する必要があり効率が悪い。さらに、副資材と廃水との混合物の発酵におけるｐＨ、温度および水分の管理やＣ／Ｎ比調整などは極めて難しい作業であり、熟練が必要となる上、作業自体も煩雑である。
このように、グリーストラップ廃水の処理は、現状、コストが高く、作業が煩雑であり、改善策が求められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−０７０６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、グリーストラップ廃水の処理に関し、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、コスト高、および、作業の煩雑さを解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願の第１発明の廃水浄化装置は、グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水を浄化するものであり、次のような添加槽を備える。すなわち、添加槽は、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含む無機系凝集助剤と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とをグリーストラップ廃水に添加するものである。
【０００９】
本願発明者らは、上記の課題を解決するため、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、グリーストラップ廃水の水質を、下水に排水できる程度にまで浄化することを検討した。ここで、グリーストラップ廃水には、食用油脂類、食塩、界面活性剤、メラノジン、アミンおよび汚泥が混在しており、エマルジョン化した食用油脂類の除去が極めて難しい。
そこで、本願発明者らは、グリーストラップ廃水の水質改善にあたり、最も大きな障害となっている、エマルジョン化した油脂類をどのように低減するかに関して検討した。
【００１０】
このため、まず、水分を吸収して膨潤した鉱物粒子（以下、膨潤粒子と呼ぶことがある。）の油脂類に対する吸着能力に着目した。しかし、鉱物粒子は、水分に対して飽和するまで吸水して膨潤するので、鉱物を添加しすぎると廃水の流動性が損なわれ、廃水の浄化に支障が生じる。また、鉱物粒子による吸着処理後、廃水から水分を分離した後の残渣には、膨潤粒子が吸収した水分が多量に含まれており、残渣から水分を除去するのが困難になってしまう。このため、鉱物の添加量には限界があり、結果的に、エマルジョン化した油脂類の低減にも限界がある。
【００１１】
そこで、引き続き、鋭意検討を重ねた結果、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とをグリーストラップ廃水に添加することで、上記課題を解決することができることを見出し、本願発明に想到した。
すなわち、油脂類に対する吸着能力が高いジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤を、鉱物系の無機物と併用することで、鉱物系の無機物のみを用いた場合に比べ、エマルジョン化した油脂類の更なる低減を実現することができた。
【００１２】
また、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤と鉱物系の無機物との併用により、鉱物系の無機物の添加量を抑えても、エマルジョン化した油脂類を確実に低減することができるので、廃水の流動性低下などの鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制することもできる。
以上により、グリーストラップ廃水の処理に関し、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、コスト高、および、作業の煩雑さを解消することができる。
【００１３】
本願の第２、第３発明の廃水浄化装置によれば、無機系凝集助剤には、次のような変性無機物が含まれる。すなわち、変性無機物は、セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性したものである。
なお、焼成バーミキュライトとは、蛭石を高温（例えば、８００℃以上）で焼いて膨張させたものである。
【００１４】
これにより、本願の第１発明と同様に、鉱物粒子による油脂類の吸着効果を利用したグリーストラップ廃水の浄化において、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制しつつ、エマルジョン化した油脂類の更なる低減を達成することができる。
ここで、変性無機物が上記の課題を解決するメカニズムについては定かではないものの、以下のように考えることができる。
【００１５】
すなわち、セリサイトは、層状珪酸塩鉱物であって層間に水が入りやすく、比表面積が拡大しやすい。また、セリサイトをシランカップリング剤で変性したものは、変性反応によって、多孔質化により表面積が拡大しており、さらに、拡大した表面にシリコン特有の疎水性基と親水性基とが混在しているものと考えられる。
【００１６】
このため、吸水を抑制しつつ、エマルジョン化した油脂類のセリサイトによる取込量を増やすことができるものと考えられ、結果的に、無機系凝集助剤の過剰な吸水を抑えつつ、エマルジョン化した油脂類の更なる低減を達成することができる。
以上により、グリーストラップ廃水の処理に関し、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、コスト高、および、作業の煩雑さを解消することができる。
【００１７】
なお、酸化チタン顔料とは、酸化チタン粒子の表面に、ＳｉＯ２、アルミナ、または、水酸化アルミニウムがコーティングされたものであって安価である。また、凝集助剤としては、酸化チタン顔料中の酸化チタン含有率が８０〜９５重量％のものが好ましい。
【００１８】
本願の第４発明によれば、廃水浄化装置は、次のような変性有機物をグリーストラップ廃水に添加する。すなわち、変性有機物は、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性したものである。
これにより、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物が有する着色成分の除去能力を利用してグリーストラップ廃水に含まれる着色成分（例えば、メラノジン）を除去することができる。また、これら有機物をシランカップリング剤により変性せずに使用すると、粘性が高くなって廃水の流動性が悪くなる。これに対し、変性有機物を使用することにより、廃水の流動性を改善することができる。
【００１９】
また、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物は生分解性であり、残渣における速やかな分解を期待することができる。
さらに、アルギン酸塩は、残渣を堆肥として利用する場合に好ましく、グルコマンナン、グアー豆酵素分解物は、重金属を除去する必要がある場合に好ましい。
【００２０】
本願の第５発明によれば、変性無機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである。
これにより、変性無機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性無機物の分散性を良好に保って変性無機物の沈降や浮上を阻止することができる。
【００２１】
本願の第６発明によれば、変性有機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである。
これにより、変性有機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性有機物の分散性を良好に保って変性有機物の沈降や浮上を阻止することができる。
【００２２】
本願の第７発明によれば、シランカップリング剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロピルトリヒドロキシシランの中から選択した１または複数のシラン化合物である。
これにより、変性無機物または変性有機物を確実に得ることができる。
【００２３】
本願の第８発明によれば、廃水浄化装置は、添加槽の下流側に配置される別の添加槽を備え、別の添加槽では、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤と、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とを添加する。
これにより、油脂類以外の微小な粒子についても凝集させて分離することができる。
【００２４】
本願の第９発明によれば、廃水浄化装置は、無機系凝集助剤を添加されたグリーストラップ廃水から固形物を除去する固液分離器を備える。また、固液分離器は、多数のスリットを具備して水平に対し傾斜するように配置されるスクリーンを有し、グリーストラップ廃水がスクリーンの上部から供給される。
これにより、廃水中の液体はスリットを通過してスクリーンの下側へ流出し、固形物はスクリーン上を滑りながら下方へ移動する。このため、機械的圧縮による電動機等の動力源を利用することなく、重力を利用して凝集処理後の廃水を固形物と液体とに分離することができる。
【００２５】
本願の第１０発明によれば、廃水浄化装置は、添加槽の廃水面に浮く浮上油を除去する前処理部を備える。また、前処理部は、浮上油を水分とともに吸引する吸引部と、吸引部により吸引された油分および水分の混合物から油分を分離する分離部とを有する。そして、分離部は、混合物を加熱して油分の浮上を促進することで、油分と水分との分離を促す。
これにより、グリーストラップ廃水に含まれる油脂類の内、添加槽の廃水面に浮いている部分を大まかに回収することができる。このため、無機系凝集助剤等の添加量を低減することができる。
【００２６】
本願の第１１発明によれば、廃水浄化装置は、グリーストラップ廃水のｐＨを調整するｐＨ調整槽を備える。
これにより、添加槽における凝集処理を確実に促進することができる。なお、ｐＨ調整に用いる調整剤は、水酸化ナトリウムまたはメタケイ酸ナトリウムが好ましい。
【００２７】
本願の第１２発明によれば、グリーストラップ廃水には、無機系凝集助剤を添加する前に、沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を添加する。また、沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方のグリーストラップ廃水に対する添加率を０．０１〜０．９０重量％とする。
【００２８】
これにより、本願の無機系凝集助剤や高分子凝集助剤によるフロックの形成が予期せずに阻害された場合でも、予備的にフロックを形成して廃水を凝集処理することができる。
また、沈降性炭酸カルシウムは、廃水が酸性であるときにフロックの形成を促すことができる。さらに、無水硫酸カリウムアルミニウムは、廃水中の界面活性剤に起因する泡を消す消泡剤として機能させることができる。
【００２９】
本願の第１３発明によれば、グリーストラップ廃水に沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を添加する前または後に、活性炭をグリーストラップ廃水に添加する。また、活性炭のグリーストラップ廃水に対する添加率を０．１〜２．５重量％とする。
これにより、廃水に含まれるメラノジン、アミン等の着色成分や悪臭成分を低減することができ、さらに、ＣＯＤの改善も期待することができる。また、活性炭の添加率を上記のように抑えることで、活性炭の微粒子による濁りを防止することができる。
【００３０】
本願の第１４発明によれば、廃水浄化装置は、無機系凝集助剤の粉末を貯留するホッパと、ホッパから無機系凝集助剤の粉末を負圧吸引してグリーストラップ廃水に添加するエゼクタとを備える。また、エゼクタは、無機系凝集助剤の粉末を水道水または井戸水の流れにより発生する負圧に吸引させて水道水または井戸水と混合するとともに、グリーストラップ廃水中に吐出する。
【００３１】
これにより、凝集助剤の粉末を廃水の液面から投入する場合に懸念される粉末の分散阻害を回避することができ、凝集助剤を確実に廃水中に分散することができる。つまり、凝集助剤の粉末を廃水の液面から投入する場合、水の表面張力や液面に存在する気泡により、粉末の分散が阻害される可能性がある。そこで、負圧吸引により予め水中に分散させた凝集助剤を廃水中に吐出することで、凝集助剤を確実に廃水中に分散することができる。
【００３２】
本願の第１５発明によれば、エゼクタは、水道水または井戸水のホッパへの逆流を阻止する逆止弁を有する。
これにより、水道水または井戸水がホッパに逆流するのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】排水浄化装置の構成図である（実施例１）。
【図２】排水浄化装置の要部構成図である（実施例２）。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明を実施するための形態を以下の実施例により詳細に説明する。
【実施例】
【００３５】
〔実施例１の構成〕
実施例１の廃水浄化装置１の構成を、図１を用いて説明する。
実施例１の廃水浄化装置１は、グリーストラップに溜まった油脂類および残渣を水分とともに集めたグリーストラップ廃水を浄化するものであり、次のような、第１添加槽２、第２添加槽３、固液分離器４、前処理部５およびｐＨ調整槽６を備える（以下、グリーストラップ廃水を廃水と略して呼ぶことがある。）。
【００３６】
第１添加槽２は、原水槽８から廃水を受け入れるとともに、エマルジョン等として廃水中に存在する油脂類を凝集するための凝集助剤を添加する容器である。そして、第１添加槽２には、次のような凝集助剤が添加される。
すなわち、第１添加槽２に添加される凝集助剤は、鉱物粒子からなる無機系凝集助剤と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とである。また、無機系凝集助剤は、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択された１または複数の鉱物である。なお、焼成バーミキュライトとは、蛭石を高温（例えば、８００℃以上）で焼いて膨張させたものである。
【００３７】
ここで、原水槽８は、バキューム吸引等して集めたグリーストラップ廃水を貯留しておく容器であり、所定の撹拌翼８ａにより撹拌されている。また、原水槽８から第１添加槽２には、所定のスラリポンプ８ｂにより廃水が供給される。
【００３８】
また、上記の無機系凝集助剤および高分子凝集助剤は、それぞれ、調整槽１０、１１にて水スラリとして調整され、原水槽８から第１添加槽２への廃水の供給ライン１２にポンプ１０ａ、１１ａにて供給される。また、調整槽１０、１１には、それぞれの漕内を撹拌するための撹拌翼１０ｂ、１１ｂが収容されている。
さらに、第１添加槽２では、ポンプ２ａによって廃水の循環および撹拌がなされ、第１添加槽２の液面近傍から、廃水を溢流させて下流側へ供給する。
【００３９】
第２添加槽３は、第１添加槽２の下流側に設けられ、廃水に含まれる油脂類以外の微小な粒子を凝集するための凝集助剤を添加する容器である。そして、第２添加槽３は、次のような凝集助剤が添加される。
すなわち、第２添加槽３に添加される凝集助剤は、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤である。
【００４０】
なお、第２添加槽３は、２つの空間３Ａ、３Ｂに区画されており、それぞれの空間３Ａ、３Ｂには、個別に撹拌翼３ａ、３ｂが据え付けられて撹拌可能となっている。また、空間３Ａ、３Ｂは互いに液面近傍で連通しており、空間３Ａ、３Ｂがそれぞれ上流側、下流側となるように廃水が供給される。そして、上流側の空間３Ａにポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤が添加され、下流側の空間３Ｂにポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤が添加される。
【００４１】
また、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤は、それぞれ、調整槽１３、１４にて水スラリとして調整され、空間３Ａ、３Ｂにポンプ１３ａ、１４ａにて供給される。また、調整槽１３、１４には、それぞれの漕内を撹拌するための撹拌翼１３ｂ、１４ｂが収容されている。
さらに、第２添加槽３では、空間３Ｂの液面近傍から、廃水を溢流させて下流側へ供給する。
【００４２】
固液分離器４は、主に、第１、第２添加槽２、３に供給された凝集助剤による凝集物としての固形物を除去する装置であり、第２添加槽３の下流側に設けられる。ここで、固液分離器４は、金属素材を簀子状に成形して多数のスリットを形成したスクリーン４ａを有し、スクリーン４ａを水平に対し傾斜するように配置することで設けられている。そして、固形物を含む廃水がスクリーン４ａの上部から供給され、廃水中の液体はスリットを通過してスクリーン４ａの下側へ流出し、固形物はスクリーン４ａ上を滑りながら下方へ移動する。これにより、固形物と液体とが分離され、液体は、曝気工程に供給される。
【００４３】
前処理部５は、第１添加槽２の液面に浮く浮上油を除去するものであり、次の吸引部１６および分離部１７を有する。
まず、吸引部１６は、浮上油を水分とともに吸引するものであり、次のようなポンプ１６ａ、可撓性のパイプ１６ｂおよび筒先部１６ｃを有する。
【００４４】
ここで、ポンプ１６ａは、浮上油および水分を吸引する吸引力を発生するものであり、ポンプ１６ａには、例えば、ダイヤフラムポンプが採用されている。また、パイプ１６ｂは、一方の端部がポンプ１６ａの吸引口に接続され、他方の端部は、筒先部１６ｃに接続されている。筒先部１６ｃは、浮力を発生させる浮き子、および、開口を有する本体を具備し、第１添加槽２の液面に配置され、本体の開口がポンプ１６ａの脈動に応じて液面の近傍で上下動するように設けられている。
これにより、吸引部１６は、第１添加槽２の液面近傍の浮上油および水分を、ポンプ１６ａの脈動に応じて吸引することができる。
【００４５】
次に、分離部１７は、吸引部１６により吸引された浮上油および水分の混合物から油分を分離するものであり、次の加熱槽１７ａ、ローラ１７ｂおよびシューター１７ｃを有する。
まず、加熱槽１７ａは、液面の近傍に配置されるヒータ１７ｄを有し、ヒータ１７ｄによる加熱によって油分の浮上を促す。また、加熱槽１７ａには、加熱された油分を溢流させるための溢流口が設けられている。
【００４６】
そして、ローラ１７ｂは、加熱槽１７ａの溢流口に配置されており、溢流口から溢流した油分を自身の外周面に付着させながら回転する。また、シューター１７ｃは、ローラ１７ｂの外周面近傍に配置されるヘラ１７ｅを有し、ヘラ１７ｅにより、ローラ１７ｂに付着した油分を掻き取って集める。なお、油分が分離された液体は、原水槽８に戻される。
【００４７】
ｐＨ調整槽６は、廃水のｐＨを調整する容器であり、第１、第２添加槽２、３の間に組み入れられており、廃水は、第２添加槽３で凝集助剤が添加される前に、ｐＨ調整される。なお、ｐＨ調整に用いる調整剤は、水酸化ナトリウムまたはメタケイ酸ナトリウムが好ましく、調整剤は、調整槽１８にて調整され、ポンプ１８ａにてｐＨ調整槽６に供給される。また、ｐＨ調整槽６には、漕内を撹拌するための撹拌翼６ａが収容されている。
なお、調整槽１８には、漕内を撹拌するための撹拌翼１８ｂが収容されている。
【００４８】
〔実施例１の効果〕
実施例１の廃水浄化装置１は、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含む無機系凝集助剤と、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤とをグリーストラップ廃水に添加する第１添加槽２を備える。
これにより、油脂類に対する吸着能力が高いジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤を、鉱物系の無機物と併用することで、鉱物系の無機物のみを用いた場合に比べ、エマルジョン化した油脂類の更なる低減を実現することができる。
【００４９】
また、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤と鉱物系の無機物との併用により、鉱物系の無機物の添加量を抑えても、エマルジョン化した油脂類を確実に低減することができるので、廃水の流動性低下などの鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制することもできる。
以上により、グリーストラップ廃水の処理に関し、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、コスト高、および、作業の煩雑さを解消することができる。
【００５０】
また、廃水浄化装置１は、第１添加槽２の下流側に第２添加槽３を備え、第２添加槽３では、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤と、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤とを添加する。
これにより、油脂類以外の微小な粒子についても凝集させて分離することができる。
【００５１】
また、廃水浄化装置１は、凝集助剤を添加されたグリーストラップ廃水から固形物を除去する固液分離器４を備える。また、固液分離器４は、多数のスリットを具備して水平に対し傾斜するように配置されるスクリーン４ａを有し、グリーストラップ廃水がスクリーン４ａの上部から供給される。
これにより、廃水中の液体はスリットを通過してスクリーン４ａの下側へ流出し、固形物はスクリーン４ａ上を滑りながら下方へ移動する。このため、機械的圧縮による電動機等の動力源を利用することなく、重力を利用して凝集処理後の廃水を固形物と液体とに分離することができる。
【００５２】
また、廃水浄化装置１は、第１添加槽２の液面に浮く浮上油を除去する前処理部５を備える。また、前処理部５は、浮上油を水分とともに吸引する吸引部１６と、吸引部１６により吸引された油分および水分の混合物から油分を分離する分離部１７とを有する。そして、分離部１７は、混合物を加熱して油分の浮上を促進することで、油分と水分との分離を促す。
これにより、グリーストラップ廃水に含まれる油脂類の内、第１添加槽２の液面に浮いている部分を大まかに回収することができる。このため、無機系凝集助剤等の添加量を低減することができる。
【００５３】
さらに、廃水浄化装置１は、第２添加槽３の上流側に、グリーストラップ廃水のｐＨを調整するｐＨ調整槽６を備える。
これにより、第２添加槽３における凝集処理を確実に促進することができる。
【００５４】
〔実施例２〕
実施例２の廃水浄化装置１を、実施例１の廃水浄化装置１と異なる点を中心に説明する。実施例１の廃水浄化装置１によれば、無機系凝集助剤は、調整槽１０にて水スラリとして調整され、供給ライン１２にポンプ１０ａにて供給されていたが、実施例２の廃水浄化装置１によれば、図２に示すように、粉末の無機系凝集助剤をエゼクタ２０による負圧吸引により水と混合して水スラリとし、第１添加槽２に供給する。
【００５５】
ここで、無機系凝集助剤の添加系統には、エゼクタ２０以外にホッパ２１、ポンプ２２および逆止弁２３等が備わっている。
まず、ホッパ２１は、無機系凝集助剤を粉末として貯留するものであり、ポンプ２２は、エゼクタ２０に流体の流れを発生させるものであって、吸引側がエゼクタ２０の吐出側に接続し、かつ、吐出側が第１添加槽２に接続している。
【００５６】
エゼクタ２０は、１次流体の流れを絞って負圧を発生させるとともに、発生した負圧に２次流体を吸引させて１次流体と２次流体とを混合し、吐出するものである。
すなわち、エゼクタ２０は、１次流体、および、１次流体と２次流体との混合流体の流れを形成する主流路２０Ａと、２次流体の流れを形成する副流路２０Ｂとを有する。また、主流路２０Ａは、流れの下流側に向かって縮径するノズル部２０Ａａ、ノズル部２０Ａａの下流端と同径のスロート部２０Ａｂ、および、上流端がスロート部２０Ａｂと同径で下流側に向かって拡径するディフューザ部２０Ａｃを備え、副流路２０Ｂは、スロート部２０Ａｂに接続している。
【００５７】
ここで、エゼクタ２０では、１次流体として水道水や井戸水（以下、併せて水と呼ぶことがある。）を使用する。さらに、２次流体は、無機系凝集助剤の粉末と空気との混合流体（無機系凝集助剤のエアロゾル）である。
そして、主流路２０Ａの上流端（ノズル部２０Ａａの上流端）、主流路２０Ａの下流端（ディフューザ部２０Ａｃの下流端）を、それぞれ、水の供給側、ポンプ２２の吸引側に接続し、副流路２０Ｂの入口にホッパ２１の出口側を接続する。
【００５８】
そして、ポンプ２２により、１次流体を吸引してエゼクタ２０に供給し、スロート部２０Ａｂにて負圧を発生させてホッパ２１から無機系凝集助剤をエアロゾルとして吸引させるとともに、無機系凝集助剤を水中に分散して混合し、第１添加槽２内の廃水中に吐出して供給する。
【００５９】
以上により、粉末の無機系凝集助剤を廃水の液面から投入する場合に懸念される無機系凝集助剤の分散阻害を回避することができ、無機系凝集助剤を確実に廃水中に分散することができる。つまり、粉末の無機系凝集助剤を廃水の液面から投入する場合、水の表面張力や液面に存在する気泡により、無機系凝集助剤の分散が阻害される可能性がある。そこで、負圧吸引により予め水中に分散させた無機系凝集助剤を廃水中に吐出することで、無機系凝集助剤を確実に廃水中に分散することができる。
なお、第１添加槽２において、無機系凝集助剤を廃水中に吐出するための筒先は、廃水の液面よりも確実に下側に存在するように設けられている。
【００６０】
また、ホッパ２１の出口と副流路２０Ｂの入口との間には、副流路２０Ｂからホッパ２１への１次流体の逆流を阻止する逆止弁２３が配置されている。
これにより、水道水または井戸水がホッパ２１に逆流するのを確実に防止することができる。
【００６１】
また、スラリポンプ２２の吸引側にエゼクタ２０の吐出側を接続することにより、スラリポンプ２２の羽根車によって無機系凝集助剤の粉末を、より強力に水中に拡散することができる。なお、粉末の強力な拡散を目的とする場合、羽根車は、クローズドインペラよりもオープンインペラの方が好ましい。
また、ホッパ２１には、無機系凝集助剤のエアロゾルを適正に発生させるための空気流量調整用のバルブ２４が設けられている。
【００６２】
〔実施例３〕
実施例３の廃水浄化装置１を、実施例１の廃水浄化装置１と異なる点を中心に説明する。実施例１の廃水浄化装置１によれば、無機系凝集助剤は、セリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物を含んでいたが、実施例３の廃水浄化装置１によれば、無機系凝集助剤は、次のような変性無機物を含む。
【００６３】
すなわち、変性無機物とは、セリサイトと、モンモリロナイト、ベントナイト、酸化チタン顔料および焼成バーミキュライトの中から選択した１または複数の無機物とをシランカップリング剤により変性したものである。
そして、変性無機物は、調整槽１０にて水スラリとして調整され、原水槽８から供給ライン１２にポンプ１０ａにて供給される。
なお、実施例３の廃水浄化装置１によれば、ジアルキルアミノアルキルアクリレート系のカチオン系高分子凝集助剤は廃水に添加されないので、調整槽１１およびポンプ１１ａを設けなくてもよい。
【００６４】
これにより、実施例１と同様に、鉱物粒子の吸水膨潤に伴う問題を抑制しつつ、エマルジョン化した油脂類の更なる低減を達成することができる。
ここで、変性無機物が上記の課題を解決するメカニズムについては定かではないものの、以下のように考えることができる。
【００６５】
すなわち、セリサイトは、層状珪酸塩鉱物であって層間に水が入りやすく、比表面積が拡大しやすい。また、セリサイトをシランカップリング剤で変性したものは、変性反応によって、多孔質化により表面積が拡大しており、さらに、拡大した表面にシリコン特有の疎水性基と親水性基とが混在しているものと考えられる。
【００６６】
このため、吸水を抑制しつつ、エマルジョン化した油脂類のセリサイトによる取込量を増やすことができるものと考えられ、結果的に、無機系凝集助剤の過剰な吸水を抑えつつ、エマルジョン化した油脂類の更なる低減を達成することができる。
以上により、グリーストラップ廃水の処理に関し、焼却処分や副資材を添加する堆肥化を利用することなく、コスト高、および、作業の煩雑さを解消することができる。
【００６７】
なお、酸化チタン顔料とは、酸化チタン粒子の表面に、ＳｉＯ２、アルミナ、または、水酸化アルミニウムがコーティングされたものであって安価である。また、凝集助剤としては、酸化チタン顔料中の酸化チタン含有率が８０〜９５重量％のものが好ましい。
【００６８】
また、変性無機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである。
これにより、変性無機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性無機物の分散性を良好に保って変性無機物の沈降や浮上を阻止することができる。
【００６９】
さらに、シランカップリング剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロピルトリヒドロキシシランの中から選択した１または複数のシラン化合物である。
これにより、変性無機物を確実に得ることができる。
【００７０】
ここで、変性無機物の製造方法を例示する。
変性無機物は、次の粉砕工程、変性工程、洗浄工程および乾燥工程を経て製造される。
まず、粉砕工程は、セリサイトの塊状物を粉砕する工程であり、セリサイトの塊状物にアルコールを添加して粉砕する。
粉砕工程でセリサイトの塊状物にアルコールを添加して粉砕することにより、水を添加して粉砕する場合に比べてセリサイトの塊状物を粉砕しやすくなる。
【００７１】
また、粉砕工程で用いるアルコールはエタノールが好ましい。さらに、エタノールは、例えば、バイオエタノールを用いることで、安価に、セリサイトの塊状物を粉砕しやすくすることができる。なお、エタノールよりも炭素数が多いアルコールはコストが高い。また、エタノールは、無水エタノールを用いるのではなく、水分が２.５〜５重量％含まれているものを用いる方が好ましい。
【００７２】
次に、変性工程は、無機物にシランカップリング剤を添加して変性無機物を生成する工程である。そして、変性工程では、シランカップリング剤の加水分解を促すとともに、加水分解によって得られたシラノール基と無機物の表面の水酸基との間の水素結合の形成、さらに、シラノール基と水酸基との間の脱水縮合反応によって、より強固な共有結合の形成を促す。
【００７３】
また、変性工程では、粉砕工程を経たセリサイト、セリサイト以外の無機物、および、アルコールの混合物に、シランカップリング剤および過酸化水素を添加するのが好ましい。
すなわち、変性工程で過酸化水素を添加することにより、セリサイトを含む無機物とシランカップリング剤との反応を劇的に促進することができ、さらに反応熱による乾燥を促進することができる。このため、変性工程および乾燥工程の省力化を達成することができる。また、反応中に多孔質化および顆粒化を促進することができるため、凝集助剤の多孔質化および顆粒化に関しても、省力化を達成することができる。
【００７４】
次に、洗浄工程は、変性工程で得られた生成物を洗浄する工程であり、洗浄工程では生成物の洗浄に食塩水を利用するのが好ましい。
食塩水を利用することで、シランカップリング剤の未反応物、生成物の中でも粒径が小さすぎる微細物、および、多孔質化が不十分な未多孔物質等を除去することができる。
【００７５】
さらに、乾燥工程は、洗浄工程後に生成物を乾燥する工程であり、乾燥工程ではマイクロウェーブを用いる。
これにより、洗浄後の生成物から水分と揮発性成分とを効率よく蒸発させて変性無機物を確実に多孔質化することができる。
【００７６】
なお、以下の説明では、実施例１で無機系凝集助剤として利用したセリサイト、モンモリロナイト、ベントナイトおよび焼成バーミキュライトのように、シランカップリング剤により変性されていない無機物を未変性無機物と呼ぶことがある。
【００７７】
〔実施例４〕
実施例４の廃水浄化装置１を、実施例３の廃水浄化装置１と異なる点を中心に説明する。実施例４の廃水浄化装置１によれば、廃水浄化装置１は、変性無機物とともに、次のような変性有機物を廃水に添加する。すなわち、変性有機物とは、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物の中から選択した１または複数の有機物をシランカップリング剤により変性したものである。
そして、変性有機物は、変性無機物とともに、調整槽１０にて水スラリとして調整され、供給ライン１２にポンプ１０ａにて供給される。
【００７８】
これにより、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物が有する着色成分の除去能力を利用して廃水に含まれる着色成分（例えば、メラノジン）を除去することができる。また、これら有機物をシランカップリング剤により変性せずに使用すると、粘性が高くなって廃水の流動性が悪くなる。これに対し、変性有機物を使用することにより、廃水の流動性を改善することができる。
【００７９】
また、グルコマンナン、アルギン酸塩およびグアー豆酵素分解物は生分解性であり、残渣における速やかな分解を期待することができる。
さらに、アルギン酸塩は、残渣を堆肥として利用する場合に好ましく、グルコマンナン、グアー豆酵素分解物は、重金属を除去する必要がある場合に好ましい。
【００８０】
また、変性有機物は、多孔質の顆粒であって、含水率が０．１〜５．０重量％、嵩比重が０．５〜２．０ｇ／ｍｌ、平均粒径が０．５〜２．０ｍｍである。
これにより、変性有機物を廃水に良好に混合することができ、さらに、混合後、廃水における変性有機物の分散性を良好に保って変性有機物の沈降や浮上を阻止することができる。
【００８１】
また、シランカップリング剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシランおよび３−アミノプロピルトリヒドロキシシランの中から選択した１または複数のシラン化合物である。
これにより、変性有機物を確実に得ることができる。
【００８２】
ここで、変性有機物の製造方法を例示する。
変性有機物は、例えば、変性無機物の製造方法において、粉砕工程を経たセリサイト、セリサイト以外の未変性無機物（例えば、ベントナイト）、および、アルコールの混合物に上記の有機物を混合し、有機物を含む混合物にシランカップリング剤および過酸化水素を添加する。これにより、シランカップリング処理されることで、有機官能基と有機物との反応や相互作用を促すことができる。
【００８３】
また、シランカップリング剤および過酸化水素の添加前に、予め、有機物をアルコール等との混合物にして有機物をアルコールに含浸させておくことで、変性有機物を効率的に生成することができる。また、変性工程の前に、セリサイトを含む未変性無機物に有機物を混合しておくことで、変性無機物、変性有機物を両方とも含む凝集助剤を効率よく製造することができる。
また、乾燥工程でマイクロウェーブを用いることにより、水分を含む揮発性成分の沸騰による物理的作用で多孔質化を促進して表面積の拡大を促すことができる。また、乾燥工程でヒータを用いて加熱した場合に懸念される有機成分の焦げ焼損を防止することができる。
【００８４】
〔変形例〕
本願発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形例を考えることができる。
例えば、未変性無機物および変性無機物を両方とも無機系凝集助剤として廃水に添加してもよく、未変性無機物を無機系凝集助剤として廃水に添加するとともに、併せて変性有機物を廃水に添加してもよい。
【００８５】
また、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤を添加するために、第２添加槽３を設けていたが、第２添加槽３を設けずに、第１添加槽２に、ポリアクリル酸エステル系のカチオン系高分子凝集助剤、および、ポリアクリルアミド系のアニオン系高分子凝集助剤を添加してもよい。
【００８６】
また、廃水に、沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を添加してもよい。
ここで、沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を廃水に添加する場合、添加率は、廃水に対し０．０１〜０．９０重量％とするのが好ましい。
【００８７】
沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を廃水に事前に添加しておくことにより、無機系凝集助剤によるフロックの形成が予期せずに阻害された場合でも、予備的にフロックを形成して廃水を凝集処理することができる。
また、沈降性炭酸カルシウムは、廃水が酸性であるときにフロックの形成を促すことができる。さらに、無水硫酸カリウムアルミニウムは、廃水中の界面活性剤に起因する泡を消す消泡剤として機能させることができる。
【００８８】
なお、沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムは、例えば、調整槽１０、１１にて水スラリに混合することで、廃水に添加することができる。また、沈降性炭酸カルシウムや無水硫酸カリウムアルミニウムの添加のために調整槽やホッパを、別に設けて、無機系凝集助剤よりも上流側で供給ラインに供給することで、沈降性炭酸カルシウムや無水硫酸カリウムアルミニウムを、無機系凝集助剤よりも前に廃水に添加しておくことができる。
【００８９】
また、廃水に活性炭を添加してもよい。ここで、活性炭を廃水に添加する場合、廃水に沈降性炭酸カルシウムおよび無水硫酸カリウムアルミニウムの一方または両方を添加する前または後に添加するのが好ましい。また、活性炭の添加率は、廃水に対し０．１〜２．５重量％とするのが好ましい。
【００９０】
活性炭を廃水に添加することにより、廃水に含まれるメラノジン、アミン等の着色成分や悪臭成分を低減することができ、さらに、ＣＯＤの改善も期待することができる。また、活性炭の添加率を上記のように抑えることで、活性炭の微粒子による濁りを防止することができる。
【００９１】
なお、活性炭は、例えば、調整槽１０、１１にて水スラリに混合することで、廃水に添加することができる。また、活性炭の添加のために調整槽やホッパを、別に設けて、沈降性炭酸カルシウムや無水硫酸カリウムアルミニウムよりも上流側で供給ラインに供給することで、沈降性炭酸カルシウムや無水硫酸カリウムアルミニウムよりも前に活性炭を廃水に添加しておくことができる。
【符号の説明】
【００９２】
１  廃水浄化装置  ２  第１添加槽（添加槽）  ３  第２添加槽（別の添加槽）  ４  固液分離器  ４ａ  スクリーン  ５  前処理部  ６  ｐＨ調整槽  １６  吸引部  １７  分離部  ２０  エゼクタ  ２１  ホッパ  ２３  逆止弁
【図１】
2018051552.tif 000003
【図２】
2018051552.tif 000004