(57)【要約】【課題】油脂含有排水から油脂成分の分離除去及び装置内での油脂の分解を好適に行う。【解決手段】油脂含有排水処理装置１００は、油脂分解菌が固定された担体１１，２１が内部に添加された複数の油脂処理槽１，２と、複数の油脂処理槽１，２のうちから前記油脂含有排水を導入する油脂処理槽を選択する制御部３と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂分解菌が固定された担体が内部に添加された複数の油脂処理槽と、
前記複数の油脂処理槽のうちから油脂含有排水を導入する油脂処理槽を選択する制御部と、
を有する、油脂含有排水処理装置。
【請求項２】
前記複数の油脂処理槽は互いに独立して設けられる、請求項１に記載の油脂含有排水処理装置。
【請求項３】
前記複数の油脂処理槽は一の槽の内部を区画して設けられる、請求項１に記載の油脂含有排水処理装置。
【請求項４】
前記油脂処理槽に対して前記油脂含有排水を導入する配管は、前記油脂処理槽の下部に対して接続される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の油脂含有排水処理装置。
【請求項５】
油脂分解菌が固定された担体が内部に添加された複数の油脂処理槽と、
前記複数の油脂処理槽のうちから油脂含有排水を導入する油脂処理槽を選択する制御部と、
前記複数の油脂処理槽の後段に設けられ、前記複数の油脂処理槽からの水を導入して生物学的処理を行う反応槽と、
前記反応槽から、油脂成分を含む水を返送する返送部と、
前記返送部により返送される前記油脂成分を含む水を、前記複数の油脂処理槽のいずれかへ返送する返送水制御部と、
を有する、油脂含有排水処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油脂含有排水処理装置及び油脂含有排水処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
排水処理において油脂は生分解が困難であることが知られている。このため、例えば、特許文献１では、酸生成槽において油脂含有排水から油脂を吸着剤に吸着させて分離除去した後に、分離水を処理する方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１１２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１記載の方法では、吸着剤に吸着された油脂を分解するために必要な時間を確保できず、油脂の分解が不十分となる可能性がある。油脂の分解が不十分な状態で新たな油脂含有排水が導入されると、油脂の分離除去自体も不十分となる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記を鑑みてなされたものであり、油脂含有排水から油脂成分の分離除去及び装置内での油脂の分解を好適に行うことが可能な油脂含有排水処理装置及び油脂含有排水処理システム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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る油脂含有排水処理装置は、油脂分解菌が固定された担体が内部に添加された複数の油脂処理槽と、前記複数の油脂処理槽のうちから前記油脂含有排水を導入する油脂処理槽を選択する制御部と、を有する。
【０００７】
上記の油脂含有排水処理装置によれば、油脂分解菌が固定された担体が内部に添加されている油脂処理槽に対して油脂含有排水が導入されるため、油脂含有排水からの油脂成分の分離除去が好適に行われる。また、制御部により、複数の油脂処理槽から油脂含有排水を導入する油脂処理槽が選択されるため、選択されなかった油脂処理槽については、油脂含有排水が導入されない時間帯が設けられる。この油脂含有排水が導入されない時間帯は、油脂成分が新たに油脂処理槽に対して添加されない状態となり、槽内での油脂分解菌による油脂成分の分解が進められる。この結果、槽内での油脂成分の分解が好適に行われる。このように、油脂含有排水処理装置によれば、油脂含有排水から油脂成分の分離除去及び装置内での油脂の分解を好適に行うことが可能となる。
【０００８】
ここで、前記複数の油脂処理槽は互いに独立して設けられる態様とすることができる。このような構成とすることで、複数の油脂処理槽のそれぞれを個別に製造することができるため、例えば、装置の設置予定地とは異なる場所での油脂処理槽の製造及び運搬が容易となる。
【０００９】
また、前記複数の油脂処理槽は一の槽の内部を区画して設けられる態様とすることができる。このような構成とすることで、複数の油脂処理槽をよりコンパクトに配置することができる。
【００１０】
また、前記油脂処理槽に対して前記油脂含有排水を導入する配管は、前記油脂処理槽の下部に対して接続される態様とすることができる。
【００１１】
このような構成とすることで、油脂含有排水と、油脂処理槽内の担体との接触が促進され、担体に対する油脂成分の吸着がより好適に行われる。
【００１２】
また、本発明の一形態に係る油脂含有排水処理システムは、油脂分解菌が固定された担体が内部に添加された複数の油脂処理槽と、前記複数の油脂処理槽のうちから前記油脂含有排水を導入する油脂処理槽を選択する制御部と、前記複数の油脂処理槽の後段に設けられ、前記複数の油脂処理槽からの水を導入して生物学的処理を行う反応槽と、前記反応槽から、油脂成分を含む水を返送する返送部と、前記返送部により返送される前記油脂成分を含む水を、前記複数の油脂処理槽のいずれかへ返送する返送水制御部と、を有する。
【００１３】
上記の油脂含有排水処理システムによれば、油脂分解菌が固定された担体が内部に添加されている油脂処理槽に対して油脂含有排水が導入されるため、油脂含有排水からの油脂成分の分離除去が好適に行われる。また、制御部により、複数の油脂処理槽から油脂含有排水を導入する油脂処理槽が選択されるため、選択されなかった油脂処理槽については、油脂含有排水が導入されない時間帯が設けられる。この油脂含有排水が導入されない時間帯は、油脂成分が新たに油脂処理槽に対して添加されない状態となり、槽内での油脂分解菌による油脂成分の分解が進められる。この結果、槽内での油脂成分の分解が好適に行われる。このように、油脂含有排水処理装置によれば、油脂含有排水から油脂成分の分離除去及び装置内での油脂の分解を好適に行うことが可能となる。さらに、返送水制御部による制御によって、返送部によって反応槽から返送された油脂成分を含む水を複数の油脂処理槽のいずれかへ導入される。したがって、油脂成分の除去が万全ではなく、後段の反応槽に対して油脂成分が流入したとしても、反応槽の後段に油脂成分が流出ことを防ぐと共に、反応槽における生物学的処理にかかる時間が増大することを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、油脂含有排水から油脂成分の分離除去及び装置内での油脂の分解を好適に行うことが可能な油脂含有排水処理装置及び油脂含有排水処理システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る油脂含有排水処理装置を説明する図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る油脂含有排水処理システムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係る油脂含有排水処理装置の構成を示す概略図である。油脂含有排水処理装置１００は、外部から導入される油脂含有排水である被処理水を導入し、油脂含有排水から油脂を分離除去する２つの油脂処理槽１，２と、油脂処理槽１，２への被処理水の導入を制御する制御部３と、を含む。また、油脂含有排水処理装置１００は、油脂処理槽１，２に対して被処理水を導入するための配管であるラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３と、油脂処理槽１からの処理水を排出するための配管であるラインＬ４と、油脂処理槽２からの処理水を排出するための配管であるラインＬ５と、を有している。また、ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３の接続部には、三方バルブＶが設けられている。
【００１８】
なお、本実施形態では、油脂含有排水処理装置１００が２つの油脂処理槽１，２を有する場合について説明するが、３以上の油脂処理槽を有する構成であってもよい。油脂含有排水処理装置では、複数の油脂処理槽それぞれに対して被処理水を導入するラインと、処理水を排出するラインとが設けられる。そして、制御部３により、複数の油脂処理槽のうちの一部（１又は複数であるが、全数ではない）の油脂処理槽に対して被処理水を導入する制御が行われる。
【００１９】
油脂処理槽１には、油脂分解菌が固定された担体１１が導入されている。担体１１としては、例えば、活性炭又は機能性担体を用いることができる。本実施形態での機能性担体とは、油脂吸着性を有する材料から構成される担体である。油脂吸着性を有する材料としては、例えば、ポリマー材料等が挙げられる。担体１１の形状は、油脂分解菌を固定可能であれば、特に限定されず、例えば、立方体、直方体、円柱状、円筒状、ひも状、平面状などいずれでもよい。
【００２０】
担体１１に付着される油脂分解菌は、油脂分解性を有する菌から選択することができる。このような油脂分解菌として、Acinetobacter，Aeromonas，Anaerolinacea，Anaerosinus，Aspergillus，Bacillus，Burkholderia，Candida，Desulfovibrio，Geotrichum，Propionispora，Pseudoaltermonas，Pseudomonas，Psychrobacter，Pyrococcus，Rhodococcus，Syntrophomonas，Syntrophothermus，Thermodesulfovibrio，Thermotoga，Thermomycesが挙げられる。上記の油脂分解菌のうち１以上の菌が選択されて担体１１に付着される。なお、油脂処理槽１は、内部に収容する酸生成菌（主として嫌気性の酸生成菌）により有機物を分解して低級脂肪酸を生成する酸生成槽を兼ねていてもよい。油脂処理槽１が酸生成槽としての機能を有している場合には、嫌気性の油脂分解菌を用いることができる。油脂処理槽２は、油脂処理槽１と同様の構成を有していて、内部に油脂分解菌が固定された担体２１が導入されている。
【００２１】
ラインＬ１は、油脂処理槽１，２に対し被処理水を導入する配管であり、ラインＬ１の後段に、油脂処理槽１に対して被処理水を導入するラインＬ２及び油脂処理槽２に対して被処理水を導入するラインＬ３が設けられる。三方バルブＶは、ラインＬ１からの被処理水をラインＬ２，Ｌ３に分岐する機能を有している。また、制御部３は、三方バルブＶの制御を行うことで、油脂処理槽１，２に対する被処理水の導入を制御する。
【００２２】
ラインＬ２は、油脂処理槽１の下部に対して接続されている。油脂処理槽１に対して導入された被処理水は、油脂処理槽１内を上方へ移動する。その際に、担体１１と接触することで被処理水に含まれる油脂成分が担体１１に付着し、被処理水から分離される。油脂が分離された処理水は、油脂処理槽１の上部のラインＬ４から系外に排出される。担体１１に付着した油脂成分は、担体１１に固定された油脂分解菌により分解される。油脂分解菌により油脂成分から低級脂肪酸に分解された後は、処理水と共にラインＬ４から排出される。
【００２３】
油脂処理槽２においても油脂処理槽１と同様の処理が行われる。すなわち、ラインＬ３から油脂処理槽２に対して導入された被処理水は、油脂処理槽２内を上方へ移動しながら担体２１と接触することで、被処理水に含まれる油脂成分が担体２１に付着し、被処理水から分離される。油脂が分離された処理水は、油脂処理槽２の上部のラインＬ５から系外に排出される。担体２１に付着した油脂成分は、担体２１に固定された油脂分解菌により分解される。
【００２４】
ここで、制御部３は、被処理水を導入する槽を油脂処理槽１，２から選択し、いずれか一方に被処理水を導入するように三方バルブＶの切り替え制御を行う。制御部３による制御は、例えば、所定の間隔（数時間）毎に被処理水を導入する槽を切り替えるような構成とすることができる。また、油脂処理槽１，２内の水の状況（例えば、濁度等）をセンサー等により測定し、その結果に基づいて制御部３が被処理水を導入する槽を切り替えるような構成としてもよい。このように、制御部３が被処理水を導入する槽を切り替える方法は適宜設定することができる。２つの油脂処理槽１，２を有する場合、制御部３は２つの槽に対して被処理水を交互に導入するような制御を行う。
【００２５】
制御部３による制御の結果、油脂処理槽１，２のうちの一方の槽には被処理水が導入され、他方の槽には被処理水が導入されない状況となる。３以上の油脂処理槽を有する場合も同様であり、被処理水が導入されない時間がそれぞれの槽に設けられるように、制御部３は被処理水を導入する槽を選択する制御を行う。被処理水が導入されない油脂処理槽は、再び被処理水が導入されるまで、槽内に水が貯留された状態となる。
【００２６】
このように、本実施形態に係る油脂含有排水処理装置１００は、複数の油脂処理槽（本実施形態では、油脂処理槽１，２）を有し、制御部３により、被処理水を導入する槽を選択して導入する構成とする。この結果、各油脂処理槽では、被処理水が導入されない時間が設けられることになる。このような構成を有することで、被処理水から油脂の分離除去及び装置内、特に油脂処理槽内での油脂の分解を好適に行うことを実現する。
【００２７】
従来から、油脂吸着剤等を用いて油脂含有排水から油脂成分を除去する方法は検討されている。しかしながら、油脂吸着剤に吸着した油脂成分をどのように処理するかについては、十分な検討がなされていなかった。この点について、本実施形態の油脂処理槽１，２のように、油脂分解菌を用いて油脂成分を分解することは一案として考えられる。しかしながら、油脂成分の分解速度は他の有機物の分解速度よりも遅く、特にβ酸化に時間を要することが知られている。したがって、油脂処理槽内で油脂分解菌による油脂成分の分解が行われていたとしても、未分解の油脂成分が残存した状態で、処理水が排出されてしまう可能性がある。
【００２８】
これに対して、本実施形態に係る油脂含有排水処理装置１００では、制御部３により、複数の油脂処理槽１，２それぞれについて、被処理水が導入されない時間帯が設けられる。この被処理水が導入されない時間帯は、油脂成分が新たに油脂処理槽に対して添加されない状態となり、槽内での油脂分解菌による油脂成分の分解が進められる。この結果、槽内での油脂成分の分解が好適に行われる。また、被処理水が連続して導入される通常の構成では、油脂成分の他に、被処理水に含まれる易分解性物質（例えば、たんぱく質又は糖等）が常に槽内に存在する。この場合、油脂分解菌とは異なる易分解性物質を分解する菌も槽内で増加するため、油脂分解が好適に行われない可能性がある。しかしながら、被処理水が導入される時間帯と導入されない時間帯とが交互に繰り返される構成とした場合、油脂処理槽１，２内において、被処理水が導入されない時間帯には、油脂成分以外の易分解性物質の濃度が低下するため、油脂分解菌が他の菌と比べて選択的に増殖しやすい状況となる。したがって、油脂処理槽１，２内で、油脂分解菌が他の菌に対して優位となる状態が維持される。したがって、油脂処理槽１，２を使用した被処理水からの油脂成分の除去及び槽内での油脂成分の分解が好適に行われる。
【００２９】
また、上記実施形態では、被処理水を導入するラインＬ２，Ｌ３を油脂処理槽１，２の下部に接続している。このような構成とすることで、被処理水と担体１１，２１との接触が促進され、油脂成分の吸着がより好適に行われる。なお、被処理水を導入するラインが油脂処理槽の上部に接続された場合であっても、槽内で被処理水と担体とは接触するため、被処理水からの油脂成分の分離除去は適切に行われる。
【００３０】
また、本実施形態に係る油脂含有排水処理装置１００のように、複数の油脂処理槽１，２に対して交互に被処理水を導入する構成とした場合、それぞれの油脂処理槽において、被処理水からの油脂成分の分離除去及び油脂成分の分解を好適に行うことができると、各油脂処理槽を小型化できる。油脂処理槽を小型化できると、例えば、油脂処理槽の設置に必要な面積を小さくすることができる。また、油脂処理槽が大型である場合には、設置予定地で処理槽を製造する必要があり、設置予定地での作業量が多くなる。これに対して、処理槽を小型化できると、例えば製造済みの処理槽を設置予定地に運搬することも可能となり、設置予定地での作業量を少なくすることができる。
【００３１】
なお、図１では、２つの油脂処理槽１，２が個別に（独立して）設けられている場合について説明するが、この構成は適宜変更することができる。例えば、一の槽を仕切りによって複数に区画することで、複数の油脂処理槽が形成されていてもよい。このように一の槽を区画することで複数の油脂処理槽を形成する構成とすると、複数の油脂処理槽をよりコンパクトに配置することができる。一方、２つの油脂処理槽１，２が個別に設けられている場合、油脂処理槽１，２のそれぞれを個別に製造することができるため、例えば、装置の設置予定地とは異なる場所での油脂処理槽の製造及び運搬が容易となる。
【００３２】
次に、油脂含有排水処理装置１００を含む油脂含有排水処理システムについて、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る油脂含有排水処理システム２００の構成を示す概略図である。
【００３３】
油脂含有排水処理システム２００は、油脂含有排水処理装置１００と、油脂含有排水処理装置１００から排出される水を導入して生物学的処理を行う反応槽とを有する。本実施形態で説明する油脂含有排水処理システム２００では、反応槽が嫌気性処理槽４であり、メタン発酵により有機物を分解処理する場合について説明する。
【００３４】
嫌気性処理槽４には、嫌気性処理に適した嫌気性菌が存在するグラニュール汚泥層４１が形成される。そして、油脂処理槽１の上部のラインＬ４又は油脂処理槽２の上部のラインＬ５からの水が嫌気性処理槽４に導入されると、嫌気性処理槽４のグラニュール汚泥層４１に含まれる嫌気性菌によってメタン発酵される。その結果、嫌気性処理槽４内ではメタン及び二酸化炭素を主成分とするガスが発生すると共に、処理水を生成する。嫌気性処理槽４の内部には、気固液分離装置であるセトラー４２が設けられていてもよい。嫌気性処理槽４内で発生したガスはシステム外に放出される（図示せず）。また、嫌気性処理槽４で生成された処理水はラインＬ６を介して系外に排出される。なお、嫌気性処理槽４は、ＥＧＳＢ（Expanded  Granular  Sludge  Bed）、ＵＡＳＢ（Upflow  Anaerobic  Sludge  Blanket）、担体や膜分離を用いた嫌気性処理等、形式を問わない。
【００３５】
また、嫌気性処理槽４には、油脂成分を含む水を油脂処理槽１，２側へ返送する返送部７が設けられる。返送部７は、嫌気性処理槽４の上方において、油脂成分を含む水を回収する回収部７１と、回収部７１で回収された水を返送するラインＬ７とを含む。嫌気性処理槽４には、油脂処理槽１，２のいずれかで油脂成分の分離除去に係る処理が行われた水が導入されるが、完全には油脂成分が分離除去されなかった水が嫌気性処理槽４に導入される可能性がある。その場合、油脂成分は水層よりも上方に移動して滞留することになる。回収部７１は、嫌気性処理槽４の上方に滞留する油脂成分を含む水を回収する。回収部７１が油脂成分を含む水を回収する方法は特に限定されないが、例えば、油脂成分が滞留する領域の水を吸引する方法が挙げられる。回収部７１が回収する油脂成分を含む水の量は、嫌気性処理槽４の上方に滞留する油脂成分の量等に基づいて適宜設定される。
【００３６】
回収部７１により回収された油脂成分を含む水は、ラインＬ７により返送される。返送された油脂成分を含む水は、油脂処理槽１，２のいずれかへ導入される。油脂成分を含む水の油脂処理槽１，２のいずれかへの返送は、返送水制御部により制御される。本実施形態の油脂含有排水処理システム２００では、三方バルブＶの上流側のラインＬ１に合流するようにラインＬ７が設けられている例を示す。また、油脂含有排水処理システム２００では、制御部３が返送水制御部としても機能し、三方バルブＶの制御を行うことで、被処理水の油脂処理槽１，２への導入の制御と、返送部７により返送された油脂成分を含む水の油脂処理槽１，２への導入の制御と、を同時に行う例を示している。
【００３７】
なお、返送部７により返送された油脂成分を含む水の油脂処理槽１，２への導入については、被処理水とは別の配管を用いて、被処理水とは個別に制御する構成としてもよい。また、このような構成とする場合には、返送水制御部を制御部３と別に設けていてもよい。
【００３８】
返送部７により返送された油脂成分を含む水を被処理水とは独立して油脂処理槽１，２に導入する場合、被処理水が導入されている油脂処理槽とは異なる油脂処理槽（被処理水が導入されていない状態の油脂処理槽）に対して導入する構成とすることができる。上述したとおり、被処理水が導入されない時間帯には、油脂処理槽内で油脂成分の分解が進められる。このような状態の槽内に油脂成分を含む水を導入する構成とすると、油脂成分の分解が好適に行われる。ただし、本実施形態と同様に、返送部７により返送された油脂成分を含む水を被処理水と同じ槽に対して導入する構成としてもよい。この場合、返送部７により返送された水に含まれる油脂成分は担体１１に付着し、その後、油脂分解菌による油脂成分の分解が進められる。
【００３９】
なお、油脂成分を含む水を導入する配管を被処理水の配管とは別に設け、それぞれ個別に制御する場合、油脂成分を含む水を導入する配管を油脂処理槽１，２の下部に接続する構成とすることで、油脂成分を含む水と担体１１，２１との接触が促進され、油脂成分の吸着がより好適に行われる。
【００４０】
上記の油脂含有排水処理システム２００では、制御部３により、複数の油脂処理槽１，２それぞれについて、被処理水が導入されない時間帯が設けられる。そのため、槽内での油脂成分の分解が好適に行われる。また、被処理水が導入される時間帯と導入されない時間帯とが交互に繰り返される構成であることで、油脂処理槽１内において、油脂分解菌が他の菌に対して優位となる状態が維持される。したがって、油脂処理槽１，２を使用した被処理水からの油脂成分の除去及び槽内での油脂成分の分解が好適に行われる。
【００４１】
また、油脂含有排水処理システム２００では、油脂処理槽１，２の後段の嫌気性処理槽４において、油脂処理槽１，２からの水の生物学的処理が行われる。ここで、油脂成分を含む水を油脂処理槽１，２側へ返送する返送部７が設けられ、返送水制御部として機能する制御部３によって、油脂成分を含む水が、複数の油脂処理槽のいずれかへ返送される。したがって油脂成分の除去が万全ではなく、後段の嫌気性処理槽４に対して油脂成分が流入したとしても、返送部７によって油脂成分を含む水を回収して返送する構成とすることで、嫌気性処理槽４の後段に油脂成分が流出ことを防ぐと共に、嫌気性処理槽４における生物学的処理にかかる時間が増大することを防ぐことができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、油脂処理槽１，２の後段の反応槽が嫌気性処理槽である場合について説明したが、後段の反応槽においては、嫌気性処理ではなく好気性処理を行ってもよい。後段の反応槽で行われる生物学的処理が嫌気性処理及び好気性処理のいずれの場合であっても、前段の油脂処理槽において油脂成分を分離除去する構成とすることで、反応槽において油脂成分を分解する場合と比較して、有機物の分解にかかる時間を短縮することができ、生物学的処理にかかる時間が長くなることを防ぐことができる。
【００４３】
なお、本実施形態のように反応槽で嫌気性処理を行う場合、曝気動力が不要なこと、余剰汚泥がほとんど発生しないこと等、導入メリットが種々ある一方、嫌気性処理では油脂成分の分解に時間がかかることが知られている。したがって、本実施形態の油脂含有排水処理システム２００のように、油脂処理槽１，２の後段に嫌気性処理を行う反応槽を設ける構成とした場合、油脂処理槽１，２を設けて油脂成分を前段で分離除去することによる反応槽での分解時間の短縮効果がより大きくなると考えられる。
【００４４】
以上、本発明の一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ず様々な変形態様が可能である。例えば、各槽の形式は特に限定されず、種々の形態を取ることができる。
【００４５】
また、油脂処理槽１，２の前段若しくは油脂処理槽１，２と反応槽（嫌気性処理槽４）との間に、前段処理槽等が設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１，２…油脂処理槽、３…制御部、４…嫌気性処理槽、７…返送部、１１，２１…担体、１００…油脂含有排水処理装置、２００…油脂含有排水処理システム。
【図１】
2018149514.tif 000003
【図２】
2018149514.tif 000004