(57)【要約】【課題】油脂含有汚泥水を、油脂含有汚泥が凝集塊状化しにくいように処理可能とする。【解決手段】油脂含有汚泥水を貯留する貯留槽１を備えた油脂含有汚泥水処理装置であって、貯留槽１は、油脂含有汚泥水を受け入れる受入部１１と油脂含有汚泥水を排水ポンプ１５にて排出する排水部１２とを有し、貯留槽１の内部を撹拌する撹拌装置１３と、貯留槽１の内部のｐＨを６〜８に調整するためのアルカリ投入部１４と、排水ポンプ１５、攪拌装置１３及びアルカリ投入部１４の作動を制御する制御部４とを備え、制御部４が、アルカリ投入部１４を作動させて貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水のｐＨを６〜８に調整した後、攪拌装置１３を所定時間のみ作動させて貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を攪拌させ、排水ポンプ１５を作動させて攪拌された貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を、貯留槽１の外部に排出させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂含有汚泥水の処理方法であって、
油脂含有汚泥水を貯留槽に受け入れるとともに、受け入れた油脂含有汚泥水をアルカリにてｐＨ６〜８に調整する調整工程と、
前記調整工程を経た前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、所定時間のみ攪拌する攪拌工程と、
前記攪拌工程を経た前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、前記貯留槽の外部に排水する排水工程と、を行う油脂含有汚泥水の処理方法。
【請求項２】
前記排水工程は、前記攪拌工程が実行された直後又は前記攪拌工程の実行中に、前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を排水ポンプにより当該貯留槽の外部に排水するものである請求項１に記載の油脂含有汚泥水の処理方法。
【請求項３】
前記排水工程にて前記貯留槽の外部に排出された油脂含有排水をｐＨ６．５〜８．５にてメタン発酵するメタン発酵工程を行う請求項１又は２に記載の油脂含有汚泥水の処理方法。
【請求項４】
前記メタン発酵工程に先立って、油脂含有汚泥水をｐＨ７〜９にて可溶化する可溶化工程を行う請求項３に記載の油脂含有汚泥水の処理方法。
【請求項５】
前記貯留槽に受け入れる油脂含有汚泥水の油脂含有率が０．１％〜１０％である請求項１〜４のいずれか一項に記載の油脂含有汚泥水の処理方法。
【請求項６】
前記アルカリが水酸化ナトリウムである請求項１〜５のいずれか一項に記載の油脂含有汚泥水の処理方法。
【請求項７】
油脂含有汚泥水を貯留する貯留槽を備えた油脂含有汚泥水処理装置であって、
前記貯留槽は、油脂含有汚泥水を受け入れる受入部と、油脂含有汚泥水を排水ポンプにて排出する排水部とを有し、
前記貯留槽の内部を撹拌する撹拌装置と、前記貯留槽の内部のｐＨを６〜８に調整するためのアルカリ投入部と、前記排水ポンプ、前記攪拌装置及び前記アルカリ投入部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記アルカリ投入部を作動させて前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水のｐＨを６〜８に調整した後、前記攪拌装置を所定時間のみ作動させて前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を攪拌させ、前記排水ポンプを作動させて前記攪拌された前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、前記貯留槽の外部に排出させる油脂含有汚泥水処理装置。
【請求項８】
前記排水部から排出された油脂含有排水をｐＨ６．５〜８．５にてメタン発酵するメタン発酵槽を備えた請求項７に記載の油脂含有汚泥水処理装置。
【請求項９】
前記排水部から排出された油脂含有排水を受け入れて、可溶化した後、前記メタン発酵槽に移送する可溶化槽を備えた請求項８に記載の油脂含有汚泥水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油脂含有汚泥水の処理方法及び油脂含有汚泥処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品工場排水や生活排水等の油脂含有汚泥を多く含む排水は、下水配管や送液ポンプの閉塞等の種々の問題を引き起こす。このような油脂含有汚泥を含有する排水を対象とした処理方法や処理装置として、従来、例えば特許文献１および２に記載のものが提案されている。
【０００３】
これらの文献では、いずれも、油脂による諸問題の要因として油脂の凝集塊状化を問題として把握しており、このような問題を解決するために、油脂含有汚泥水を貯留する貯留槽において、油脂含有汚泥水を効率よく十分撹拌することにより、油脂の塊状化を抑制することが試みられている。また、一般に、油脂は高ｐＨ条件下（ｐＨ９程度のアルカリ性）のほうが、中性条件下に比べて乳化しやすく、塊状化が進行しにくいと考えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１３１２７１号公報
【特許文献２】特開２０１２−０８１３８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、油脂含有汚泥水を撹拌する場合、撹拌するほど凝集物が生成して塊状化が促進されてしまう場合があった。
【０００６】
本発明は上記実状に鑑み、油脂含有汚泥の凝集塊状化の起こりにくい油脂含有汚泥水の処理方法を提供するとともに、その油脂含有汚泥水の処理方法を行う油脂含有汚泥水処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の油脂含有汚泥水の処理方法の特徴構成は、
油脂含有汚泥水を貯留槽に受け入れるとともに、受け入れた油脂含有汚泥水をアルカリにてｐＨ６〜８に調整する調整工程と、
前記調整工程を経た貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、所定時間のみ攪拌する攪拌工程と、
前記攪拌工程を経た貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、貯留槽の外部に排水する排水工程と、を行う点にある。
【０００８】
本発明者らは、鋭意研究の結果、油脂含有汚泥水は、常時撹拌を継続していると、塊状化が避けられず、塊状化を抑制することは困難であり、常時撹拌を行う場合、消費エネルギーに比して塊状化防止効果が十分に発揮されないことを実験的に確認した。本発明者らは、そのうえで敢えて、油脂含有汚泥水をｐＨ６〜８に調整すると、所定時間のみ攪拌する攪拌工程と、貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を貯留槽の外部に排水する排水工程とを適切なタイミングで行うことにより、常時撹拌を行うのに比べて効率的に塊状化を抑制できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
つまり、上記構成によると、調整工程において油脂含有汚泥水をｐＨ６〜８に調整することで、油脂含有汚泥水のｐＨを適切に維持するためのアルカリ消費量を低く抑えつつ、攪拌工程において所定時間のみ撹拌することで、撹拌に要する動力の消費を少なく抑えながら、攪拌工程を経た貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、貯留槽の外部に排水する排水工程により、貯留槽内の環境を塊状化の生じにくい環境に維持可能であることを実験的に見出した。
【００１０】
上記知見は、油脂が乳化しやすい環境（例えば、ｐＨ９程度以上）を維持することで塊状化を抑制するという従来の基本的アプローチからは全く外れたものであって、ｐＨ６〜８にした油脂含有汚泥水を所定時間のみ攪拌し、撹拌後の油脂含有汚泥水を適切に排水除去し続けることにより、塊状化を抑制できることから、乳化しやすさと塊状化しやすさとの間に直接的な因果関係がないことを示唆するものである。
この知見に基づき、油脂含有汚泥水をアルカリにてｐＨ６〜８に調整する調整工程と、油脂含有汚泥水を所定時間のみ攪拌する攪拌工程と、攪拌工程を経た油脂含有汚泥水を、貯留槽の外部に排水する排水工程とを行うことで、油脂含有汚泥水を塊状化させることなく効率的に処理できるようになった。
【００１１】
このように構成すると、排水工程により排水される油脂含有汚泥水が、攪拌工程が実行された直後又は攪拌工程の実行中に排水されたもの（分散された油脂含有汚泥水を撹拌したのち再度固液分離されるまでに排水されたもの）であれば、当該排水される油脂含有汚泥水は、撹拌工程により乳化はしていないが分散された（塊状化していない）状態となっており、効率よく貯留槽内から除去できる。すなわち、貯留槽の内部での油脂含有汚泥の塊状化を防止して、排水ポンプによる油脂含有汚泥水の排水を良好に行うことができる。
【００１２】
また、排水工程にて貯留槽の外部に排出された油脂含有排水をｐＨ６〜８にてメタン発酵するメタン発酵工程を行うと、油脂含有汚泥が比較的均一に分散された油脂含有汚泥水からメタン発酵によりメタンを生成させることができ、油脂含有汚泥水を効率よく浄化できる。
【００１３】
また、メタン発酵工程に先立って、油脂含有汚泥水をｐＨ７〜８．５にて可溶化する可溶化工程を行うと、油脂含有汚泥水の性状を、メタン発酵工程を行うのに適した性状に維持しやすい。そのため、メタン発酵工程の前処理として機能するので、メタン発酵効率を向上させることができる。
【００１４】
尚、たとえば食品工場廃水の加圧浮上スカム等の油脂含有汚泥水は、貯留槽に受け入れる際の油脂含有率が０．１％〜１０％であると、油脂含有汚泥水が特に低ｐＨで塊状化しやすい条件となっているものと考えられるので、本発明の油脂含有汚泥水の処理方法を適用するうえで有効である。
【００１５】
また、アルカリとしては、水酸化ナトリウムを用いることができ、安価でかつｐＨ調整効果が高いので好ましい。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明の油脂含有汚泥水処理装置の特徴構成は、
油脂含有汚泥水を貯留する貯留槽を備えた油脂含有汚泥水処理装置であって、
前記貯留槽は、油脂含有汚泥水を受け入れる受入部と、油脂含有汚泥水を排水ポンプにて排出する排水部とを有し、
前記貯留槽の内部を撹拌する撹拌装置と、前記貯留槽の内部のｐＨを６〜８に調整するためのアルカリ投入部と、前記排水ポンプ、前記攪拌装置及び前記アルカリ投入部の作動を制御する制御部とを備え、
前記制御部が、前記アルカリ投入部を作動させて前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水のｐＨを６〜８に調整した後、前記攪拌装置を所定時間のみ作動させて前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を攪拌させ、前記排水ポンプを作動させて前記攪拌された前記貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、前記貯留槽の外部に排出させる点にある。
【００１７】
上記構成によると、先述の油脂含有汚泥水の処理方法を行い、貯留槽の内部の油脂含有汚泥水の塊状化を抑制しつつ、貯留槽の内部で分散した油脂含有汚泥を効率的に排出することができるものとなっている。すなわち、貯留槽の内部では、受入部から受け入れた油脂含有汚泥水を排水ポンプにより排水部から排出するが、制御部が、アルカリ投入部を作動させて貯留槽の内部の油脂含有汚泥水のｐＨを６〜８に調整した後、攪拌装置を所定時間のみ作動させて貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を攪拌させ、排水ポンプを作動させて攪拌された貯留槽の内部の油脂含有汚泥水を、貯留槽の外部に排出させる。これにより、必要最小限の撹拌で、油脂含有汚泥が水中に分散した油脂含有汚泥水を排水ポンプで選択的に排出することができる。そのため、貯留槽は油脂含有汚泥の塊状化を効果的に抑制しながら、一時貯留する役割を果たすことができる。
【００１８】
また、排水部から排出された油脂含有排水をｐＨ６．５〜８．５にてメタン発酵するメタン発酵槽を備えると、貯留槽から排出される油脂含有汚泥水を効率よく発酵してメタンに変換することができる。
【００１９】
さらに、排水部から排出された油脂含有排水を受け入れて、可溶化した後、メタン発酵槽に移送する可溶化槽を備えれば、油脂含有汚泥水の性状を、メタン発酵工程を行うのに適した性状に維持しやすい。そのため、メタン発酵工程の前処理として機能するので、メタン発酵効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
したがって、油脂含有汚泥水を、油脂含有汚泥が凝集塊状化しにくいように処理できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】油脂含有汚泥水処理装置の概略図
【図２】実験例１の結果を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本発明の油脂含有汚泥水の処理方法及び油脂含有汚泥水処理装置を説明する。尚、以下に好適な実施例を記すが、これら実施例はそれぞれ、本発明をより具体的に例示するために記載されたものであって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々変更が可能であり、本発明は、以下の記載に限定されるものではない。
【００２３】
本発明の実施形態にかかる油脂含有汚泥水処理装置は、
油脂含有汚泥水を貯留する貯留槽１を備え、前記貯留槽の内部を撹拌する撹拌装置１３と、貯留槽１の内部のｐＨを６〜８に調整するためのアルカリ投入部１４と、排水ポンプ１５、攪拌装置１３及びアルカリ投入部１４などの作動を制御する制御部４とを備える。
また、油脂含有汚泥水処理装置は、排水部１２から排出された油脂含有排水をｐＨ６．５〜８．５にてメタン発酵するメタン発酵槽３と、排水部１２から排出された油脂含有排水を受け入れて、可溶化した後、メタン発酵槽３に移送する可溶化槽２とを備える。
制御部４が、少なくとも、アルカリ投入部１４を作動させて貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水のｐＨを６〜８に調整した後、攪拌装置１３を所定時間のみ作動させて貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を攪拌させ、排水ポンプ１５を作動させて攪拌された貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を、貯留槽１の外部に排出させるように構成されている。
【００２４】
〔貯留槽〕
貯留槽１は、たとえばパルミチン酸、オレイン酸等の有機物およびアルミニウムを主成分とし、油脂を０．１％〜１０％の含有率で含有するｐＨ４〜５程度の油脂製造工程で生ずる排水を加圧浮上分離したスカム等の油脂含有汚泥水を受け入れる受入部１１と、油脂含有汚泥水を排水ポンプ１５にて排出する排水部１２とを有し、油脂含有汚泥水を一時貯留して、組成の安定した油脂含有汚泥水として排出可能に構成してある。
なお、油脂含有率は、油脂含有汚泥水をヘキサンにて抽出した際の質量減少率として求め、以下の実験にて用いられる、油脂含有汚泥水から抽出された油脂としては、高級脂肪酸を主成分であることが分かった。
【００２５】
また、貯留槽１の内部には、収容された油脂含有汚泥水を撹拌する撹拌羽１３１とモータ１３２を備えた機械式の撹拌装置１３を設け、貯留槽１内の油脂含有汚泥水を均一に分散可能に構成してある。この撹拌装置１３は、制御部４により、タイマ制御にて１２時間ごとに１５分間（所定時間）、５０〜３００ｒｐｍで回転駆動され、回転駆動停止直後に排水ポンプ１５を駆動して、撹拌操作直後の油脂汚泥が高分散している油脂含有汚泥水を排出可能に構成してある。
また、貯留槽１の内部のｐＨを調整するためのアルカリ投入部１４を設け、投入された油脂含有汚泥水の水質に応じてｐＨが６〜８になるように、水酸化ナトリウム（アルカリ）を投入可能に構成してある。アルカリとしては、水酸化ナトリウムの他、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、アンモニア水等、油脂含有汚泥水の性状に応じて適宜公知のものを用いることができる。なお、貯留槽１では油脂含有汚泥を分解して浄化する微生物を積極的に育成するものとはなっていない。
【００２６】
〔可溶化槽〕
可溶化槽２は、貯留槽１から排出された油脂含有汚泥を、加熱装置２５にて加熱し高温で微生物により可溶化する超高温可溶化槽を採用している。また、この可溶化槽２は、貯留槽１からの油脂含有汚泥水を受け入れる受入部２１と、可溶化した油脂含有汚泥水を排出する排水部２２とを有し、撹拌装置２３及びアルカリ投入部２４を備え、可溶化槽内の微生物の生育条件をｐＨ７〜９で約８０℃の好適な条件に維持するよう制御する構成としてある。なお、攪拌装置２３は常時作動するように構成されている。
【００２７】
尚、可溶化槽２としては、上記超高温可溶化槽の他に、高温可溶化槽、常温可溶化槽を用いることもでき、さらに、微生物以外に酵素等による可溶化を行うものを用いることもできる。
【００２８】
〔メタン発酵槽〕
メタン発酵槽３は、可溶化槽２からの油脂含有汚泥水を受け入れる受入部３１と、メタン発酵処理済みの排水を排出する排水部３２とを有するとともに、撹拌装置３３を備え、メタン発酵に伴って生じたメタンを主成分とするバイオガスを取り出すバイオガス排出部３４と、メタン発酵に伴って生じた汚泥を引き抜いて可溶化槽２の上流側に返送し、受入部２１より可溶化槽２に受入再処理可能にする汚泥返送部３５とを設けて構成してある。このような構成により、メタン発酵槽３では、ｐＨ６．５〜８．５、約５０〜６０℃で高温メタン細菌が好適にメタン生産可能な構成となっている。
【００２９】
これにより、メタン発酵槽３に受け入れた油脂含有汚泥水に含まれる油脂含有汚泥は、メタン発酵槽３内のメタン菌により分解ガス化され、バイオガスとして利用可能になるとともに、油脂含有汚泥水自体も浄化されて、排水部３２より放流可能なものとなる。
【００３０】
〔油脂含有汚泥水の処理方法〕
上述の構成により油脂含有汚泥水を処理する場合、貯留槽１における処理は、下記に従って調整工程、撹拌工程、排水工程を順に行う。
【００３１】
油脂含有汚泥水を貯留槽１に受け入れるとともに、受け入れた油脂含有汚泥水をアルカリ投入部１４より投入される水酸化ナトリウム（アルカリ）にてｐＨ６〜８に調整する調整工程。
調整工程を経た貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を、所定時間のみ攪拌する攪拌工程。
攪拌工程を経た貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を、貯留槽１の外部に排水する排水工程。
【００３２】
ここで、撹拌工程および排水工程は、攪拌工程により１２時間おきに１５分間（所定時間）のみ攪拌された直後の貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水、又は、攪拌工程により１２時間おきに１５分間（所定時間）のみ攪拌されている貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を、１２時間おきに排水ポンプ１５により当該貯留槽１の外部に排水するものである。すなわち、排水工程は、攪拌工程が実行された直後又は攪拌工程の実行中に、貯留槽１の内部の油脂含有汚泥水を排水ポンプ１５により貯留槽１の外部に排水するものである。これにより、撹拌工程を常時行うのに比べて、きわめて短い撹拌時間で、かつ効率的に塊状化を抑制しつつ貯留することができるようになり、排水ポンプ１５での排水を良好に行うことができるようになった。
【００３３】
以下に、撹拌工程による塊状化の抑制効果について試験を行った実験例について説明する。
【００３４】
〔実験例１〕
５０ｍＬ容のビーカーに、油脂含有汚泥水３０ｇ及びを入れ、常温（２０℃）で所定のｐＨ（５〜８）になるように水酸化ナトリウムを加えたのち、所定の撹拌条件で撹拌操作を行った。撹拌には２８ｍｍ長の磁気撹拌子を用い、５５０ｒｐｍで磁気撹拌を行った。
なお、凝集物の生成率は、撹拌条件として、
常時撹拌  ：常に撹拌を継続する
６時間毎  ：６時間に一度１５分の撹拌を行う
１２時間毎：１２時間に一度１５分の撹拌を行う
をいずれも１日間行った時の、ビーカー中に発生した凝集沈殿物の量を測定し、投入油脂含有汚泥水量に対する当該凝集沈殿物の量の割合（％）として求めた。凝集沈殿物は、ろ紙によりろ別した。
【００３５】
その結果、図２のようになった。なお、各円の内側或いは外側に記載されている数値が、凝集物の生成率（％）である。また、ｐＨ無調整の油脂含有汚泥の初期ｐＨは４．３〜５．１であったが、便宜的にｐＨ５として図示している。
【００３６】
図より、ｐＨが低い状態では、撹拌条件によらず凝集物が発生していることがわかる。
また、常時撹拌ではｐＨの如何によらず、凝集物が発生していることがわかる。すなわち、ｐＨを高くして十分に撹拌すれば油脂含有汚泥は乳化して塊状化を抑制できると考えられていた従来の概念は、あまり適切ではないことが明らかになった。
これに対して、６時間毎、１２時間毎の撹拌条件であれば、ｐＨ６〜８における凝集物の生成が、初期ｐＨに比べて大きく低下していることがわかり（図２中一点鎖線右上の領域）、むしろ間歇的に撹拌を行う本発明の処理方法のほうが、塊状化抑制効果が高いことが明らかになった。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の油脂含有汚泥水の処理方法によると、油脂含有汚泥水中に含まれる油脂含有汚泥が塊状化しにくく、メタン発酵等の後処理に対して取り扱い容易な形で、油脂含有汚泥水を供給することができるようになり、処理効率を向上することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１      ：貯留槽
１１    ：受入部
１２    ：排水部
１３    ：撹拌装置
１４    ：アルカリ投入部
１５    ：排水ポンプ
２      ：可溶化槽
２１    ：受入部
２２    ：排水部
２３    ：撹拌装置
２４    ：アルカリ投入部
３      ：メタン発酵槽
３１    ：受入部
３２    ：排水部
３３    ：撹拌装置
４      ：制御部
【図１】
2018144017.tif 000003
【図２】
2018144017.tif 000004