(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂含有排水を導入し、嫌気性環境又は微好気性環境の下、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つによる、分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせ、絶対嫌気性であるメタン生成菌による分解に伴うガス発生を伴わない処理を行って、第一処理水を得る第一処理工程と、
前記第一処理水に好気性処理をして、第二処理水を排出する第二処理工程と、
前記第二処理工程において金属塩を添加する添加処理工程と、
前記第二処理水に沈殿処理を行い、第三処理水を排出する第三処理工程と
を備えたことを特徴とする油脂含有排水の処理方法。
【請求項２】
さらに、前記第三処理水に金属塩を添加し、これを凝集沈殿させて、処理水と凝集汚泥とを排出する第四処理工程を備える請求項１に記載の油脂含有排水の処理方法。
【請求項３】
前記第一処理工程が、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つを保持したろ材に前記油脂含有排水を通水してろ過をする工程である、請求項１又は２に記載の油脂含有排水の処理方法。
【請求項４】
前記金属塩が鉄塩及び／又はアルミニウム塩である、請求項１〜３のいずれかに記載の油脂含有排水の処理方法。
【請求項５】
油脂含有排水を導入し、嫌気性環境又は微好気性環境の下、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つによる、分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせ、絶対嫌気性であるメタン生成菌による分解に伴うガス発生を伴わない処理を行って、第一処理水を得る第一処理手段と、
前記第一処理水に、好気性環境下で生息する好気性菌を主体とした微生物を作用させた好気性処理をして、第二処理水を排出する第二処理手段と、
前記油脂含有排水、前記第一処理手段及び前記第二処理手段の少なくともいずれかへ金属塩を添加し、前記第二処理水の発泡及びスカム発生を抑制する添加処理手段と、
前記第二処理水に沈殿処理を行い、第三処理水を排出する第三処理手段と
を有することを特徴とする油脂含有排水の処理装置。
【請求項６】
さらに、前記第三処理水に金属塩を添加し、これを凝集沈殿させて、処理水と凝集汚泥とを排出する第四処理手段を有する請求項５に記載の油脂含有排水の処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油脂を含む有機性排水の生物学的処理に関するもので、該排水を安定的にかつ泡やスカムの発生を抑制して処理する方法を提供する。
【背景技術】
【０００２】
食品製造排水、厨房排水、生活排水など油脂を含有する有機性排水は通常活性汚泥法などの生物学的方法によって処理されるが、含有する油脂の性状や濃度により、活性汚泥処理曝気槽における汚泥の浮上や発泡、スカム発生などのトラブルを生ずることが多い。
【０００３】
油脂含有排水を良好にかつ安定して処理するために、従来様々な配慮が払われてきた。代表的な例として、前処理工程で加圧浮上処理を行ない油脂分などをフロスとして分離除去して別処理を行ったり、更に曝気工程で発泡が激しい場合に対応策として消泡剤を添加する方法などを挙げることが出来る。
【０００４】
特許文献１には油分を高濃度に含む排水の処理において、前処理として凝集浮上処理を行って油分を浮上フロスとして分離排除するに当り、無機／有機の凝集剤の替わりに活性汚泥処理の第三処理工程で分離された返送汚泥の一部を添加する方法が記載されている。
【０００５】
特許文献２には紙パルプ工業、食品工業などの加工工程や排水処理工程において使用される消泡剤の製造方法が示され、消泡剤がカルボン酸アルミニウム、芳香族炭素含有炭化水素油、ポリオキシアルキレン化合物の混合物であることが記載されている。
【０００６】
特許文献３には、排水の脱窒素方法であって、窒素化合物を含有する排水を嫌気性処理槽に導入し、処理槽には脱窒素細菌を保持させた担体を分散させ、上層部に配設された攪拌翼を回転することにより排水を水平方向及び斜め下方へ吐出する流れを形成し、底部に配設された案内翼により主として外側を下降してきた排水を中央から上方へ案内させ、前記攪拌翼の上方に配設されたバッフル板によって水面からの空気の混入を防止し、嫌気性を保ちつつ均一に分散、流動させた担体中の嫌気性細菌にて窒素化合物を脱窒処理することを特徴とする排水の脱窒素方法及び装置が記載されている。
また、攪拌翼と案内翼の上下位置関係を逆にした排水の脱窒素処理装置や、処理槽内上層部外側に導出機構を設け、水面に臨むようにろ過部を形成したことを特徴とする排水の脱窒素処理装置についても併せて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許４６８０４０３号公報
【特許文献２】特許４０３８５６５号公報
【特許文献３】特開２００４−１８８４１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１は、活性汚泥処理の返送汚泥を油脂含有排水の前処理である浮上処理に使用する凝集剤に後段活性汚泥の返送汚泥を使用して薬剤のコストを節減しようとしている。但し、前処理で分離・生成されたフロスは減量されることが無く、また、活性汚泥処理の余剰汚泥と併せて２種類の固形物が発生するため汚泥処理の条件設定が煩雑になるという短所がある。
【０００９】
特許文献２には、各種製造業の加工工程や排水処理工程には消泡剤が使用されるという一般事項や、請求項に明示された消泡剤成分の一部がカルボン酸アルミニウムであることが記載されているが、このような消泡剤が高価であることはよく知られている。
【００１０】
特許文献３には排水処理に担体を保持する嫌気処理槽を使用すること、担体と排水を効率的に接触させるため回転翼を配設すること、処理槽上層外側の排水導出機構に担体のろ過部を形成させることが記載されている。但し、この方法は処理目的が硝酸ないし亜硝酸を脱窒素することが目的であること及び処理槽に空気を吹き込むことが禁じられていることから、油脂含有排水の処理に適さない。
【００１１】
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は、簡便なプロセスで油脂を含む有機性排水に含まれる油脂分量及び固形分量、並びにスカムの発生量を減量させ、該排水を安定的にかつ泡やスカムの発生を抑制して処理することが可能となる油脂含有排水の処理方法及び処理装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者は上記課題に鑑み鋭意検討した結果、油脂含有排水に第一処理と金属塩等を添加する第二処理（好気性処理）を順次行う方法が当該排水の処理に効果的であることを見出した。
【００１３】
本発明は下記の（１）〜（９）である。
（１）油脂含有排水に含まれる油脂分に、嫌気性環境又は微好気性環境の下、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つによる、分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせて、第一処理水を排出する第一処理工程と、前記第一処理水に好気性処理を施して、第二処理水を排出する第二処理工程と、前記第二処理水に沈殿処理を行い、第三処理水と第三処理汚泥とを排出する第三処理工程と、前記第二処理工程において、金属塩を添加する添加処理工程と、を備える油脂含有排水の処理方法。
（２）さらに、前記第三処理水に金属塩を添加し、これを凝集沈殿させて、処理水と凝集汚泥とを排出する第四処理工程を備える上記（１）に記載の油脂含有排水の処理方法。
（３）前記第一処理工程が、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つを保持したろ材に前記油脂含有排水を通水してろ過をする工程である、上記（１）又は（２）に記載の油脂含有排水の処理方法。
（４）前記金属塩が鉄塩及び／又はアルミニウム塩である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の油脂含有排水の処理方法。
（５）前記第三処理汚泥の少なくとも一部を、前記油脂含有排水、前記第一処理工程、及び前記第二処理工程のうち少なくとも一つにおいて供給する汚泥供給工程をさらに備える上記（１）〜（４）のいずれかに記載の油脂含有排水の処理方法。
（６）前記第二処理工程で発生した泡及び／又はスカムを前記第一処理工程に供給する回収供給工程をさらに備える上記（１）〜（５）のいずれかに記載の油脂含有排水の処理方法。
（７）前記第一処理で使用する前記ろ材の材質が合成樹脂である上記（３）〜（６）のいずれかに記載の油脂含有排水の処理方法。
（８）油脂含有排水に含まれる油脂分に、嫌気性環境又は微好気性環境の下、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つによる、分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせて、第一処理水を排出する第一処理手段と、前記第一処理水に好気性処理を施して、第二処理水を排出する第二処理手段と、前記第二処理水に沈殿処理を行い、第三処理水と第三処理汚泥とを排出する第三処理手段と、前記第二処理手段において、金属塩を添加する添加処理手段と、を有する油脂含有排水の処理装置。
（９）さらに、前記第三処理水に金属塩を添加し、これを凝集沈殿させて、処理水と凝集汚泥とを排出する第四処理手段を有する上記（８）に記載の油脂含有排水の処理装置。
【発明の効果】
【００１４】
本発明により、簡便なプロセスで油脂を含む有機性排水に含まれる油脂分量及び固形分量、並びにスカムの発生量を減量させ、該排水を安定的にかつ泡やスカムの発生を抑制して処理することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の装置の好適態様を説明するための概念図である。
【図２】本発明の装置の好適態様を説明するための別の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明は、油脂含有排水に含まれる油脂分に、嫌気性環境又は微好気性環境の下、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つによる、分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせて、第一処理水を排出する第一処理工程と、前記第一処理水に好気性処理を施して、第二処理水を排出する第二処理工程と、前記第二処理水に沈殿処理を行い、第三処理水と第三処理汚泥とを排出する第三処理工程と、前記第二処理工程において、金属塩を添加する添加処理工程と、を備える油脂含有排水の処理方法である。
つまり、本発明は油脂含有排水の処理方法に関するもので、第一処理工程と第二処理工程と第三処理工程とを順次行い、第二処理工程の前段に金属塩を添加することにより処理安定性に優れた油脂含有排水処理方法を提供するものである。
このような油脂含有排水の処理方法を、以下では「本発明の方法」ともいう。
【００１７】
また、本発明は、油脂含有排水に含まれる油脂分に、嫌気性環境又は微好気性環境の下、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つによる、分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせて、第一処理水を排出する第一処理手段と、前記第一処理水に好気性処理を施して、第二処理水を排出する第二処理手段と、前記第二処理水に沈殿処理を行い、第三処理水と第三処理汚泥とを排出する第三処理手段と、前記第二処理手段において、金属塩を添加する添加処理手段と、を有する油脂含有排水の処理装置を提供するものである。
このような油脂含有排水の処理装置を、以下では「本発明の装置」ともいう。
本発明の方法は、本発明の装置を用いて行うことが好ましい。
【００１８】
以下において、単に「本発明」と記した場合、本発明の方法及び本発明の装置の両方を意味するものとする。
【００１９】
本発明について図１を用いて説明する。
図１は本発明の装置の好適態様を説明するための概念図である。
図１において本発明の装置１００は、油脂含有排水１に第一処理を施して第一処理水３を排出する第一処理手段２０と、第一処理水３に好気性処理を施して第二処理水５を排出する第二処理手段３０と、第二処理水５を沈殿処理して第三処理水７と第三処理汚泥６とを排出する第三処理手段４０と、さらに、油脂含有排水１、第一処理手段２０、及び第二処理手段３０において、凝集汚泥８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を添加する手段（添加処理手段５０、５５及び５６）と、を有する。
【００２０】
また、本発明の装置１００は、第三処理水７に金属塩６６を添加し凝集沈殿させて、処理水９及び凝集汚泥８を排出する第四処理手段６０と、第四処理手段６０において金属塩６６を添加する添加手段６５と、を有する。
【００２１】
また、本発明の装置１００は、第三処理手段４０から排出される第三処理汚泥６の少なくとも一部を、油脂含有排水１、第一処理手段２０、及び第二処理手段３０において供給する手段（汚泥供給手段４２、４３及び４５）を有する。
【００２２】
また、本発明の装置１００は、第二処理手段３０で発生した泡１１及び／又はスカム１３を第一処理手段２０に供給する回収供給手段３３を有する。
【００２３】
＜油脂含有排水＞
本発明でいう油脂含有排水は動植物油（以下、油脂分）を含む。この排水に含まれる油脂分はＪＩＳ  Ｋ０１０２  ２４に記載される測定方法によりｎ−へキサン抽出物質として測定され、形態として遊離・分散・乳化・溶存等の状態で固形物（油脂分以外の不溶成分）と共に存在する。直接好気性処理を行う場合、生物処理槽の生物量に対し油脂が過剰に流入し、負荷に対して生物による分解が追従しないと汚泥表面が覆われることによる代謝の阻害などを生じ、第二処理手段（例えば曝気槽）における汚泥浮上や処理水質の悪化を引き起こす。
【００２４】
上記方法により測定されるｎ−ヘキサン抽出物濃度は、下限が３０ｍｇ／ｌ、好ましくは５０ｍｇ／ｌ、より好ましくは１００ｍｇ／ｌであってよく、上限が２，０００ｍｇ／ｌ、好ましくは１，０００ｍｇ／ｌ、より好ましくは６００ｍｇ／ｌであってよい。以下の説明においてｎ−ヘキサン抽出物濃度は、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
【００２５】
＜第一処理＞
本発明において第一処理とは、嫌気性環境下又は微好気性環境下において、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つを、油脂含有排水に含まれる油脂分に作用させることで、主として、これらの菌が生産するバイオサーファクタント等の代謝産物によって油脂分の乳化や分散を促進したり、リパーゼなどの酵素によって一部分解させたりする処理であって、原則として、絶対嫌気性菌であるメタン生成菌による分解に伴うガス（メタンガス、炭酸ガス等）の発生を伴わない処理を意味する。したがって、本発明において第一処理は、従来の嫌気消化とは異なる処理である。
【００２６】
第一処理を行う、嫌気性環境下又は微好気性環境下とは、溶存酸素濃度（ＤＯ）が０〜１ｍｇ／ｌ、好ましくは０〜０．３ｍｇ／ｌであり、酸化還元電位が−４００〜＋２００ｍＶ、好ましくは−３００〜＋１００ｍＶである状態を指す。なお、この溶存酸素濃度（ＤＯ）及び酸化還元電位の数値は、局部的に不連続の状態となり得る。
【００２７】
なお、本発明において酸化還元電位は白金電極によるＯＲＰ電極法により測定して得られた値を意味するものとする。また、溶存酸素量は従来公知のＤＯメーターにて測定することができる。以下の説明において酸化還元電位及び溶存酸素量は、このような方法で測定して得た値を意味するものとする。
【００２８】
本発明における第一処理は、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも１つを、油脂含有排水に含まれる油脂分に作用させる条件（時間、ｐＨ、温度等）を調整することで行うことができる。
以下のような条件の下で行うと、油脂分の乳化や部分分解が進行する傾向にあるため、好ましい。
【００２９】
第一処理において、前述の菌の少なくとも一つを油脂含有排水に含まれる油脂分に作用させる時間は、第一処理手段として採用する装置によって異なる。
第一処理手段として、後述のように内部にろ材を充填した容器に通水させ、ろ過する装置を採用した場合は、２時間〜６時間とすることが好ましい。その他、油脂含有排水を容器内に滞留させ第一処理を行う装置を採用する場合は、その滞留時間の下限を２０時間とすることが好ましく、２日とすることがより好ましく、３日とすることがさらに好ましい。また、この時間の上限を１５日とすることが好ましく、１０日とすることがより好ましい。
【００３０】
また、後述するように２段階以上の第一処理を施す場合、各段階における処理時間の合計が、上記のような、油脂含有排水１に嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも一つを作用させる時間に相当するものとする。
【００３１】
第一処理は、油脂含有排水１（第一処理手段２０で反応槽を用いる場合、その槽内容物）のｐＨを７．２以上として行うことが好ましくまた、このｐＨは１１．０以下として行うことが好ましく、８．８以下として行うことが好ましい。
【００３２】
第一処理は、油脂含有排水１（第一処理手段２０で反応槽を用いる場合、その槽内容物）の温度を２０℃以上として行うことが好ましく、３０℃以上として行うことがより好ましい。また、この温度は５８℃以下として行うことが好ましく、４７℃以下として行うことがより好ましい。
【００３３】
本発明の装置１００が有する第一処理手段２０は、上記のような第一処理を油脂含有排水１に対して施して、第一処理水３を排出できる手段であれば特に限定されない。例えば、嫌気性環境下又は微好気性環境下において生息する嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも１つを内部に有する容器であって、油脂含有排水１を内部に受け入れ、これに嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも１つを作用させて、第一処理水３を排出するものが挙げられる。また、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも１つを保持したろ材を充填した容器であって、これに油脂含有排水１を通水してろ過する、ろ過処理手段が挙げられる。このようなろ過処理手段を用いた場合、その内部を撹拌できる手段をさらに有することが好ましい。
【００３４】
第一処理手段２０として、固定床法、流動床法、等の従来公知の処理を行う装置を利用することができる。
【００３５】
第一処理手段２０は、上記のように油脂含有排水１のｐＨ、温度、酸化還元電位を調整できる手段をさらに有するものであることが好ましい。ｐＨや温度は公知の酸、アルカリ添加手段や、加熱手段によって調整することができる。酸化還元電位は、油脂含有排水１に対して適量の空気を吹き付けることで調整することができる。
【００３６】
本発明の装置における第一処理手段２０は、２段階以上の第一処理を施すものであることが好ましい。
ここで２段階の第一処理とは、第一処理を２回施すことを意味する。例えば、密閉容器を前段部と後段部との２つの部分に仕切り、油脂含有排水１に前段部で第一処理を施した後、さらに後段部で第一処理を施す態様が挙げられる。また、例えば、２つの装置を用い、油脂含有排水１に１つ目の装置にて第一処理を施した後、さらに２つ目の装置にて第一処理を施す態様が挙げられる。この複数の装置を用いて２段階以上の第一処理を行う態様は、前述のろ過処理手段に適用することが好ましい。第一処理における反応槽の容量が大きくなる点で好ましいからである。
さらに、第一処理手段２０は、３回以上の第一処理を施す態様のものであってよい。
このように２段階以上の第一処理を油脂含有排水１に施すと、第三処理水７及び処理水９の水質がより向上するからである。
【００３７】
第一処理手段２０において油脂含有排水１に第一処理を施すと、第二処理（好気性処理）において泡やスカムが発生し難い。発生するとしても、その量は従来法と比較して格段に少ない。
【００３８】
第一処理手段２０は、第三処理手段４０から排出される第三処理汚泥６を受け入れることができるように構成されていることが好ましい。第三処理汚泥６を受け入れて油脂含有排水１とともに処理すると、第三処理水７及び処理水９の水質がより向上するからである。
【００３９】
第一処理手段２０は、後述する添加処理手段５５により添加される金属塩５７を受け入れることができるように構成されていることが好ましい。また、後述する第四処理手段６０を有する場合、第一処理手段２０は、凝集汚泥８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を受け入れることができるように構成されていることがより好ましい。凝集汚泥８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を受け入れて油脂含有排水１とともに処理すると、次の第二処理における発泡を抑制することができるからである。
【００４０】
ここで、凝集汚泥８とは、後述する第四処理手段６０において、第三処理水７に金属塩６６を添加し、これを凝集沈殿させることで得られる汚泥を指す。凝集汚泥８は金属塩を含んでいるため、金属塩５７として用いることができる。
【００４１】
本発明の方法が具備する第一処理工程は、油脂含有排水に第一処理を施して第一処理水を排出する工程である。第一処理工程は、上記のような第一処理手段によって行うことができる。
【００４２】
＜第二処理＞
第二処理について説明する。本発明において第二処理とは、好気性環境下において生息する好気性菌を主体とした微生物を、第一処理で得た第一処理水に作用させて分解する処理を意味する。
なお、第一処理水は後述する第一処理ろ過水を含むものとする。
【００４３】
好気性環境下とは酸素が存在する環境下であり、溶存酸素濃度（ＤＯ）が０ｍｇ／ｌ以上の状態を指す。
【００４４】
本発明の第二処理として、例えば従来公知の好気性生物処理を適用することができる。具体的には、第一処理水３を第二処理槽内に受け入れ、撹拌しながら曝気する処理が例示される。より具体的には、従来公知の浮遊式生物処理法（回分式活性汚泥法、連続式活性汚泥法等）や担体式生物処理法（回転円板法、好気性ろ床法、流動床法等）が例示される。
【００４５】
また、第二処理は、複数種類の処理を含むことができる。例えば、第一処理水３に曝気処理を施した後、連続式活性汚泥法を適用する処理であってよい。また、前記のプロセスに脱窒素工程を組み込んでも良い。このように複数種類の処理を含む場合、浮遊式、担体式、両者併用と、実施設計にあたり適したものを採用することができる。
【００４６】
第二処理が複数種類の処理を含む場合、そのうちの１つとして従来公知の活性汚泥処理を含むことが好ましい。このような場合、第三処理水７及び処理水９の水質がより向上するからである。
【００４７】
本発明における第二処理は、例えば、好気性菌等を第一処理水３に作用させる条件（時間、ｐＨ、温度等）を調整することで行うことができる。
【００４８】
第二処理において、第一処理水３に好気性菌等を作用させる時間の下限を２時間以上とすることが好ましく、６時間以上とすることがより好ましい。第一処理水３に好気性菌を作用させる時間がこのような範囲であると、より清浄度の高い第三処理水７及び処理水９が得られるからである。
なお、後述するように２段階以上の第二処理を施す場合、各段階における処理時間の合計が、上記のような、第一処理水３に好気性菌を作用させる時間に相当するものとする。
【００４９】
第二処理は、第一処理水３（第二処理手段３０で反応槽を用いる場合、その槽内容物）のｐＨを７．２以上として行うことが好ましく、７．５以上として行うことがより好ましい。また、このｐＨは１１．０以下として行うことが好ましく、９．０以下として行うことがより好ましい。このような範囲のｐＨとして第一処理水３に第二処理を施すと、より清浄度の高い第三処理水７及び処理水９が得られるからである。
【００５０】
第二処理は、第一処理水３（第二処理手段３０で反応槽を用いる場合、その槽内容物）の温度を２０℃以上として行うことが好ましく、３０℃以上として行うことがより好ましい。また、この温度を５８℃以下として行うことが好ましく、４７℃以下として行うことがより好ましい。このような範囲の温度として第一処理水３に第二処理を施すと、より清浄度の高い第三処理水７及び処理水９が得られるからである。
【００５１】
後述するように、第二処理手段３０が２段階以上の第二処理を施すものである場合、第１段目の第二処理は、第一処理水３における溶存酸素量（ＤＯ）が２．０ｍｇ／ｌ以下となるように行うことが好ましく、１．０ｍｇ／ｌ以下となるように行うことがより好ましく、０．６ｍｇ／ｌ以下となるように行うことがさらに好ましい。第２段目以降の第一処理水３における溶存酸素量（ＤＯ）は１．０ｍｇ／ｌ以上となるように行うことが好ましく、２．０ｍｇ／ｌ以上となるように行うことがより好ましく、３．０ｍｇ／ｌ以上となるように行うことがさらに好ましい。より清浄度の高い第三処理水７及び処理水９が得られるからである。
【００５２】
本発明の装置１００が有する第二処理手段３０は、上記のような第二処理（好気性処理）を第一処理水３に対して施して、第二処理水５を排出できる手段であれば特に限定されない。例えば、酸素が存在する好気性環境下において生息する好気性菌を内部に有する容器内に第一処理水３を受け入れ、これに好気性菌を作用させて、第二処理水５を排出するものが挙げられる。このような容器の内部を撹拌できる装置を有することが好ましい。
【００５３】
第二処理手段３０として、浮遊式生物処理法（回分式活性汚泥法、連続式活性汚泥法等）や担体式処理法（回転円板法、好気性ろ床法、流動床法等）等の従来公知の処理を行う装置を利用することが可能である。
さらに、第二処理手段３０では、上記のように、第一処理水３のｐＨ、温度、窒素、リン、溶存酸素量等を調整できる手段をさらに有するものであることが好ましい。ｐＨや温度は従来公知の酸、アルカリ添加手段や、加熱手段によって調整することができる。窒素、リン及び溶存酸素量は、従来公知の窒素源等の補給手段を用いることができる。
【００５４】
第二処理手段３０は、２段階以上の第二処理を施すものであることが好ましい。
ここで２段階の第二処理とは、第二処理を２回施すことを意味する。例えば、容器を前段部と後段部との２つの部分に仕切り、第一処理水３に前段部で第二処理を施した後、さらに後段部で第二処理を施す態様が挙げられる。また、例えば、２つの装置を用い、第一処理水３に１つ目の装置にて第二処理を施した後、さらに２つ目の装置にて第二処理を施す態様が挙げられる。このような第二処理の１段階目を、第二処理の前段（第二処理手段前段または第二処理工程前段）ともいう。
第二処理手段３０は、３回以上の第二処理を施す態様のものであってよい。
このように２段階以上の第二処理を第一処理水３に施すと、より水質が優れる第三処理水７及び処理水９が得られるからである。
【００５５】
第二処理手段３０（好ましくは前段）は、添加処理手段５６により添加される、金属塩５７を受け入れることができるように構成されている。金属塩５７を受け入れて、第一処理水３とともに処理すると、第二処理手段における発泡を抑制することができるからである。また、後述する第四処理手段６０を有する場合、第二処理手段３０は、凝集汚泥８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を受け入れることができるように構成されていることが好ましい。
【００５６】
本発明の方法が具備する第二処理工程は、第一処理水に第二処理を施して第二処理水を排出する工程である。第二処理工程は、上記のような第二処理手段によって行うことができる。
【００５７】
＜第三処理＞
第三処理手段４０では、第二処理水５に沈殿処理を行い、第三処理水７と第三処理汚泥６とを排出する。第三処理手段４０は、第二処理水５に含まれる第三処理汚泥６を沈殿させることができる手段であれば特に限定されず、従来公知の装置、例えば沈殿槽を利用することができる。
また、本発明における第二処理は活性汚泥処理を含むことが好ましく、活性汚泥処理は、通常、曝気槽及び沈殿槽からなる装置を用いる。そのため該沈殿槽のような第三処理手段を含んでいてもよい。
【００５８】
処理水を放流できるか否かは地域の水質規制により異なるものの、第二処理工程にて活性汚泥処理を行なえば水質規制をクリアすることが多く、第三処理工程で得られる第三処理水７を放流することは可能な場合が多い。しかし、第三処理水７が水質規制により放流できないこともあり、その場合にはさらに第四処理工程を行い、水質規制の値をクリアしなければならない。第四処理工程を行う際には、第四処理工程で得られた凝集汚泥８を一部第一処理手段又は第二処理手段に添加し、有効活用することができる。
【００５９】
本発明の方法が具備する第三処理工程は、第二処理水に沈殿処理を行い、第三処理水と第三処理汚泥とを排出する工程である。第三処理工程は、上記のような第三処理手段によって行うことができる。
【００６０】
＜第四処理＞
本発明の装置は、第三処理水７に金属塩６６を添加し、これを凝集沈殿させて処理水９と凝集汚泥８とを排出する第四処理手段６０を有することが好ましい。第三処理水７よりも清浄度の高い処理水９が得られるからである。第四処理手段６０は、第三処理水７に金属塩６６を添加し、凝集汚泥８を沈殿させることができる手段であれば特に限定されない。また、第三処理水７と金属塩６６とを混合するための撹拌手段を有することが好ましい。さらに、第四処理手段６０において、第三処理水７に金属塩６６を添加する、添加手段６５を有することが好ましい。
また、金属塩６６は鉄塩またはアルミニウム塩であることが好ましい。例えば、塩化第二鉄、ＰＡＣ、硫酸バンドが挙げられる。第三処理水７に対する金属塩６６の添加量は、第三処理水７を凝集沈殿させ、かつ処理水９の水質が放流できるくらいの清浄度であれば、特に制限されないが、金属として、０．１〜１０ｍｍｏｌ／ｌが好ましく、０．２〜５ｍｍｏｌ／ｌがより好ましく、０．４〜４ｍｍｏｌ／ｌがさらに好ましい。
このようにして得られた凝集汚泥８は金属塩６６を含むため、金属塩５７として用いることができる。この場合、添加処理手段５６を用いて、第二処理手段において、凝集汚泥８を添加することができる。また、添加処理手段（５０、５５）を用いて、油脂含有排水及び／又は第一処理手段において、凝集汚泥８を添加してもよい。
【００６１】
本発明の方法は、第三処理水７に金属塩６６を添加し、これを凝集沈殿させて処理水９と凝集汚泥８とに固液分離する第四処理工程を備える場合、金属塩の代わりに凝集汚泥８を有効利用することが好ましい。第四処理工程は、上記のような第四処理手段によって行うことができる。
【００６２】
＜添加処理＞
本発明では、第二処理手段（工程）において金属塩を添加する。金属塩の添加により、第二処理における泡及び／又はスカムの量を抑制することができるからである。ここでスカムとは、油脂分や固形物からなる浮遊物が好気性処理を経ることによって疎水性が増し、液中に混合されにくくなって水表面に浮上した固形分を意味する。
【００６３】
金属塩は鉄塩またはアルミニウム塩であることが好ましい。この凝集剤として使用される金属塩は、塩化第二鉄、ＰＡＣ、硫酸バンドなどであってよいが、本発明の装置における第四処理手段で、これらの薬剤を使用する凝集処理が行われている場合は、薬剤費を節減するために、この凝集処理により得られる凝集汚泥８を利用することが出来る。本発明における金属塩として、このような金属塩を含有する凝集汚泥を用いてもよい。
金属塩を多量に使用するとアルカリを補給することが必要な場合があるが、ｐＨが中性域の凝集処理であれば金属塩に比較してアルカリの添加が不要になる点でも凝集汚泥が有利である。
【００６４】
金属塩は一定量を常時添加してもよいし、第二処理における発泡が盛んになってきた状況下で添加量を増やしてもよい。安定処理を継続するには常時添加することが望ましい。凝集汚泥の添加のみで消泡、抑泡できない場合は金属塩を併用することが望ましい。
金属塩の添加量は、金属として、０．１〜１０ｍｍｏｌ／ｌが好ましく、０．２〜５ｍｍｏｌ／ｌがより好ましく、０．４〜４ｍｍｏｌ／ｌがさらに好ましい。この添加量は、第二処理手段（工程）に導入される前の第一処理水３、又は第二処理手段（工程）において反応槽を用いる場合のその槽の内容物に対する添加量である。凝集汚泥と金属塩とを併用する場合、凝集汚泥に含まれる金属塩の量と、新たに添加する金属塩の量との合計が、上記の金属塩の添加量よりも多くなってもよい。
【００６５】
また、第二処理手段における凝集汚泥の添加量は、５〜１０００ｍｇ／ｌが好ましく、１０〜７５０ｍｇ／ｌがより好ましく、２０〜５００ｍｇ／ｌがさらに好ましい。この添加量は、第二処理手段（工程）に導入される前の第一処理水３、又は第二処理手段（工程）において反応槽を用いる場合のその槽の内容物に対する添加量である。
【００６６】
金属塩等が第二処理（好気性処理）における消泡・抑泡に効果を有する機構は不明であるが、第二処理手段（工程）に供給された金属と油脂の分解生成物である高級脂肪酸などが金属石鹸を形成することが関与しているのではないかと想定している。
【００６７】
本発明の装置１００が有する添加処理手段５６は、第二処理手段３０において金属塩５７を添加できる手段であれば特に限定されない。また、第四処理手段６０を有する場合、添加処理手段５６は、第二処理手段３０において凝集汚泥８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を添加できる手段であることが好ましい。添加処理手段５６は、例えば、専用タンク内にＰＡＣや凝集汚泥を溶液又は分散液として貯留し、ポンプの作用によって配管を通じて所望の供給量で、第二処理手段３０において、ＰＡＣや凝集汚泥を供給することができるものが例示される。また、凝集汚泥８を第二処理手段３０において添加する場合、第四処理手段６０から排出される凝集汚泥８の貯留槽（図示なし）から注入ポンプを用いて添加することが例示される。
【００６８】
また、本発明の装置は、油脂含有排水及び／又は第一処理手段（工程）において、金属塩を添加する添加処理手段（５０、５５）を有することが好ましい。また、第四処理手段６０を有する場合、添加処理手段（５０、５５）は、凝集汚泥８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を添加する手段であることがより好ましい。この場合、凝集汚泥８や金属塩５７の添加量は、それぞれ上記の第二処理手段（工程）における添加量と同じであることが好ましい。なお、これら添加量は、油脂含有排水、又は第一処理手段（工程）において反応槽を用いる場合のその槽の内容物に対する添加量である。
【００６９】
添加処理手段５０を用いて、油脂含有排水１に凝集汚泥８や金属塩５７を添加する場合、例えば、容器または構造物に貯留した油脂含有排水１に添加する態様や、第一処理手段２０に油脂含有排水１を導入する配管に、凝集汚泥８や金属塩５７を導入する配管を接続し、油脂含有排水１と凝集汚泥８と金属塩５７とを合流させることで添加する態様が挙げられる。
【００７０】
添加処理手段５５を用いて、第一処理手段２０に凝集汚泥８や金属塩５７を供給する場合、凝集汚泥８や金属塩５７の添加は、例えば、該溶液の貯留槽と薬注ポンプからなる注入設備を用いて実施することが出来る。
【００７１】
本発明の方法が具備する添加処理工程は、第二処理工程において、金属塩を添加する工程である。このような添加処理工程は、上記の添加処理手段によって行うことができる。
【００７２】
＜汚泥供給＞
本発明の方法は、第三処理工程から排出される第三処理汚泥の少なくとも一部を、油脂含有排水、第一処理工程、及び第二処理工程のうち少なくとも一つにおいて供給することが好ましい。このような第三処理汚泥の供給は、図１に示す汚泥供給手段（４２、４３、及び４５）によって行うことができる。汚泥供給手段４５は生物処理における汚泥濃度を維持するために常法に従い返送するものである。
【００７３】
図１の装置１００が有する汚泥供給手段４２、４３及び４５について説明する。汚泥供給手段４２は、その第三処理汚泥６の少なくとも一部を油脂含有排水１へ供給する手段である。また、汚泥供給手段４３は、第三処理手段４０から排出される第三処理汚泥６の少なくとも一部を、第一処理手段において供給する手段である。さらに汚泥供給手段４５は、その第三処理汚泥６の少なくとも一部を第二処理手段３０において供給する手段である。この汚泥供給手段４５は、第三処理汚泥６の主要部分を、第二処理手段３０前段に供給する手段であることが好ましい。
【００７４】
汚泥供給手段４２として、例えば、第三処理手段４０における第三処理汚泥６の排出口から、第一処理手段２０の前段に配置した油脂含有排水１を貯留する槽（図示なし）までを配管で繋ぎ、ポンプの作用によって第三処理汚泥６を移送し、第三処理汚泥６を油脂含有排水１へ供給する手段が例示される。また、汚泥供給手段４３として、汚泥供給手段４２の配管を分岐させ、第一処理手段２０に繋ぎ、ポンプの作用によって第三処理汚泥６を移送して、第一処理手段２０において第三処理汚泥６を供給する手段が例示される。また、汚泥供給手段４５として、例えば、汚泥供給手段４２の配管を分岐させ、第二処理手段３０の前段に繋ぎ、ポンプの作用によって第三処理汚泥６を移送して、第二処理手段３０の前段の第一処理水３へ添加する手段が例示される。汚泥供給手段（４２、４３及び４５）による油脂含有排水１または第一処理水３（第一処理手段２０及び第二処理手段３０で反応槽を用いる場合、それぞれの槽内容物）への第三処理汚泥６の添加量は、添加後のＳＳ濃度が５００〜５，０００ｍｇ−ＳＳ／Ｌとなる量であることが好ましい。
【００７５】
本発明の装置が、第三処理汚泥６の少なくとも一部を油脂含有排水１、第一処理手段２０、及び第二処理手段３０のうち少なくとも一つにおいて供給する汚泥供給手段（４２、４３及び４５）と、凝集汚泥８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を添加する添加処理手段（５０、５５及び５６）を有すると、より水質が優れる第三処理水７及び処理水９が得られ、かつ第二処理手段３０において泡１１及びスカム１３が発生し難くなることを、本発明者は見出した。また、第二処理手段３０前段へ第三処理汚泥６を返送する従来方法に加え油脂含有排水１へ返送することが、このような効果がより高いことを、本発明者は見出した。
【００７６】
＜泡及び／スカムの回収供給＞
本発明の方法は、第二処理工程で発生した泡及び／又はスカムを第一処理工程に供給することが好ましい。例えば、図１に示す回収供給手段３３によって行うことができる。
【００７７】
図１における装置１００が有する回収供給手段３３について説明する。回収供給手段３３は、第二処理手段３０で発生した泡１１及び／又はスカム１３を第一処理手段２０に供給する手段である。
回収供給手段３３として、例えば、第二処理手段３０の側面に越流経路を設け、この越流経路から、第一処理手段２０の前段までを配管で繋ぎ、ポンプ等の作用によって泡１１及び／スカム１３を移送して、第一処理手段２０へ導入する手段が例示される。
【００７８】
本発明の装置（装置１００）が、第二処理手段３０で発生した泡１１及び／又はスカム１３を第一処理手段２０に供給する手段を有すると、第二処理手段３０として曝気槽を用いた場合、泡１１及び／又はスカム１３による曝気槽内の汚泥の流出を防ぐことを本発明者は見出した。
【００７９】
第二処理として活性汚泥処理を用いた場合、第二処理手段前段に相当する活性汚泥処理の第１曝気槽は有機物負荷が高いために後段槽よりも発泡が起こりやすい。
発泡の対応策の一つが泡及び／又はスカムの回収と油脂含有排水への供給（泡及び／又はスカム供給）であり、もう一つが金属塩等の第二処理手段前段への添加であって、両者を併用することで油脂含有排水のより安定的な処理を行う。これらの対応策で第二処理手段における発泡がどうしても抑制できない場合は消泡剤を使用することが出来る。
【００８０】
次に本発明の装置の好適態様について図２を用いて説明する。本発明では、図２に示す態様のように第一処理として、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも１つを保持したろ材に油脂含有排水を通水してろ過する、ろ過処理を行うことが好ましい。
図２に示す装置２００は、第一処理ろ過槽８０、添加処理手段５０、５５及び５６、汚泥供給手段４２、４３及び４５、回収供給手段３３を有する。また、装置２００は、第二処理手段として曝気槽３１を、第三処理手段として沈殿池４１を有する。曝気槽３１は槽内が３つに仕切られており、前段の第１曝気槽３１ａ、中段の第２曝気槽３１ｂ、後段の第３曝気槽３１ｃからなる。さらに、装置２００は、第四処理手段として凝集沈殿池６１を有する。
【００８１】
以下では第一処理ろ過槽８０について詳しく説明する。なお、図２では装置２００について、図１に示した本発明の装置１００と同じ構成要素については同じ符号を付している。
【００８２】
図２における第一処理ろ過槽８０は、躯体８２、充填したろ材からなるろ材充填層８６、ろ材を保持する多孔板８５、多孔板８５の直上に配される散気用配管８７、ろ材を切り返すために設置される攪拌翼８１、その攪拌翼を有する軸８３、図示しない攪拌翼の駆動装置とから構成される。ろ材充填層８６を通過した第一処理ろ過水４は躯体８２下部の受水部８９に貯留されポンプ等によって曝気槽３１へ送水される。また、受水部８９の水位はろ材充填層８６よりも低い位置に配置する。
【００８３】
本発明では、油脂含有排水１は先ず図２に示される第一処理ろ過槽８０に導入され、油脂分及び固形物の大半はろ材に補足され更に嫌気性環境下又は微好気性環境下で生物分解を受け、第一処理ろ過水４は第二処理（好気性処理）に供される。油脂含有排水１は散水板などの分配機構によって第一処理ろ過槽８０上部からろ材表層になるべく均等に散水されることが望ましい。油脂含有排水１（第一処理ろ過槽８０の内容物）のｐＨは少なくとも生物処理に適切とされる中性域であることが必要で、好ましくは弱アルカリ領域（好ましくはｐＨ７．２〜９．０、より好ましくはｐＨ７．５〜８．０）に制御することが望ましい。また、第一処理ろ過槽８０の担体充填部における通水速度は充填高さにもよるが、概ね１〜１５０（ｍ／ｄ）が好ましく、２〜５０（ｍ／ｄ）がより好ましい。また、第一処理ろ過槽８０に導入される油脂含有排水１（第一処理ろ過槽８０の内容物）の温度は２０℃以上が好ましく、３０℃以上であることがより好ましい。
なお、第一処理ろ過水は、第一処理水に包含される。
【００８４】
本発明のろ過処理におけるろ材には様々な材質が使用できるが、油脂が付着しやすいスポンジ状であることが好ましい。また、ろ材は物理的・生物学的に高い耐久性と適切な大きさ、形状を有するものがより好ましい。ろ材の材質は合成樹脂であることが好ましく、合成樹脂として、ポリウレタン、ポリエチレンなどであることがより好ましい。また、材質により方形、球状、円筒型、鞍型などの形状から選ばれ、ろ材充填層８６の閉塞を避けるためサイズの小さすぎるものは適切でなく、大きさは通常１０〜３０ｍｍ程度であるのが望ましい。
【００８５】
また、ろ材は、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも１つを含む水に、予め１〜７日間浸漬させることが好ましい。これら微生物群をろ材中に保持するためである。この浸漬の際のｐＨ及び温度は、上記のろ過処理の条件と同じであることが好ましい。これにより、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌、及び好気性菌のうち少なくとも１つを保持したろ材を得ることができる。
【００８６】
また、ろ材の充填量は、油脂含有排水中の油脂分量や供給する第三処理汚泥の量にも依るが、充填高さ２ｍ程度を有し、容量として第二処理槽の１／１０〜１／３程度が望ましい。
ろ材は全量交換することも可能である。しかし、再度微生物を保持させるには最初に微生物を保持させたのと同等の時間がかかり、その間処理が停滞する。そのため、全量交換ではなく、損耗分を補充するほうが良い。損耗分は、ろ材の充填量の５〜１０％程度となる。
【００８７】
ろ材充填層８６では上部から散水された油脂含有排水１は散気用配管８７から通気された空気と向流で接触・流下し、ろ材の表面と内部には油脂含有排水１に含まれる油脂や固形分が捕捉される。ろ材に捕捉された油脂分等の汚濁成分はろ材中に固着し、第一処理ろ過槽８０内に繁殖した微生物群により徐々に分解される。
【００８８】
攪拌翼８１は回転駆動することで、第一処理ろ過槽８０内のろ材を切り返し油脂含有排水が充填層を均等に流下させるようにする。
攪拌翼８１を備えたろ材の切り返し装置が停止していると、ろ材表層が固形物によって閉塞してしまうため油脂含有排水１並びに空気の流動・接触が阻害され、固形物の分解が不十分となり、油脂含有排水１の躯体８２上部からの越流が生じて適切な処理が行われなくなる。
【００８９】
第一処理ろ過槽８０は油脂含有排水１中の油脂及び固形物の捕捉装置であると共に油脂及び固形物の生物学的分解装置であって両方の機能を発揮させるために攪拌翼８１は適切な速度で運転されなければならない。速度が速すぎると捕捉した汚濁分（油脂及び固形物）及び固着した微生物が十分な滞留時間を得られないまま剥落する量が増加してろ過水中に抜けてしまうため、第一処理ろ過槽８０における油脂分等の加水分解と部分酸化が不十分となり後段の曝気槽３１による活性汚泥処理の負荷が上昇する。逆に速度が遅すぎると捕捉された固形物によってろ材表層閉塞による油脂含有排水１の躯体８２上部からの越流が起こり、ろ材層内部で油脂含有排水や固形物が片流れを生じて加水分解と部分酸化の性能低下を招く。
【００９０】
攪拌翼８１の適切な回転速度は躯体の直径や排水性状にも影響されるが、概ね０．１〜５．０ｒｐｍが望ましく、さらには０．２〜３．０ｒｐｍであることが望ましい。周速としては概ね０．６〜３１ｍ／ｍｉｎであることが望ましくは、さらには１．２〜１８ｍ／ｍｉｎであることが望ましい。前記を目安として個別の条件を設定することが望ましい。
【００９１】
散気用配管８７から通気する空気はなるべく均一にして、ろ材内部を油脂含有排水１中の油脂分及び固形物、並びに生息する微生物と接触させることが重要である。通気量は処理される油脂含有排水１の性状によるが、第一処理であるため油脂含有排水量当りでは通常の活性汚泥処理で必要とされる量よりも少量でよい。具体的には、溶存酸素濃度（ＤＯ）が好ましくは０〜１ｍｇ／ｌ、より好ましくは０〜０．３ｍｇ／ｌであり、酸化還元電位が好ましくは−４００〜＋２５０ｍＶ、より好ましくは−３００〜＋１００ｍＶとなるように通気する。
油脂分や固形物の分解に関して第一処理ろ過槽８０で期待される機能は分散・加水分解・酸化などであるが、生物による酸化分解を最終到達段階まで完遂させるものではないからである。
【００９２】
第一処理ろ過槽８０は、添加処理手段５５により添加される金属塩５７を受け入れることができるように構成されていることが好ましい。また、第四処理手段を有する場合、第一処理ろ過槽８０は、添加処理手段５５により添加される凝集汚泥１８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を受け入れることができるように構成されていることがより好ましい。凝集汚泥１８の少なくとも一部及び／又は金属塩５７を受け入れて油脂含有排水１とともに処理すると、第二処理における発泡を抑制することができるからである。
【００９３】
第一処理ろ過槽８０には油脂含有排水１のほかに沈殿池４１から得られる第三処理汚泥１６の一部について、汚泥供給手段４３を用いて、油脂含有排水１とともに供給することが好ましい。また、汚泥供給手段４２を用いて、油脂含有排水１を貯留する貯留部へ、第三処理汚泥１６の少なくとも一部を供給することが好ましい。直接油脂含有排水１をろ材表層に散水すると油脂分等で被覆されて分散や加水分解に長時間かかる場合があるが、第三処理汚泥１６と予め混合して供給することでその影響が軽減され微生物の供給による分解促進に効果がある。油脂の分解を更に促進するためには、第三処理汚泥に加えて油脂分解酵素や市販の油脂分解菌を使用してもよい。
また、油脂の分散を進めるための追加手段として、油脂含有排水１に分散剤を混合した後、これを第一処理ろ過槽８０に導入することも可能である。
第三処理汚泥１６の主要な部分は通常通り曝気槽３１の流入端へ供給され、第三処理汚泥１６の別の一部は生物処理の余剰汚泥として系外に排出される。
【００９４】
第一処理ろ過槽８０には油脂含有排水１と第三処理汚泥１６のほかに第二処理で発生した泡１１及び／又はスカム１３を回収して供給することが好ましい。第一処理ろ過槽８０における固形物の第一処理は活性汚泥処理での抑泡を目的としているが完全に発泡を抑制できないことがある。複数槽を直列に接続した曝気槽３１においても発泡が収まらなかったりスカムが発生したりするとき、これを回収して第一処理ろ過槽８０に戻し再度油脂含有排水１と共に第一処理に供する。これにより曝気槽３１における分解を経てなお残留した難分解性の固形物等を第一処理ろ過槽８０において更なる生物処理の循環に供して発泡成分の分解と発生汚泥量の削減を図る。
【００９５】
流入する油脂含有排水１の性状によっては、第一処理ろ過槽８０を一つ配するだけでは前処理が不十分となることがある。この場合は油脂及び固形分の分解を推進するためにろ材の充填層８６の厚さを増したり、２段以上の複数の第一処理ろ過槽８０を直列に設置して処理した後に曝気槽３１に導入することも可能である。泡１１及び／又はスカム１３の回収方法としては例えば特開昭５８−２０２９４号公報に開示される方法で吸引回収・貯留した後に第一処理ろ過槽８０に供給しても良い。
【００９６】
第一処理ろ過槽８０を通過した第一処理ろ過水４はポンプ等により次工程である曝気槽３１に導入される。油脂含有排水中の油脂分・固形物は大半がろ別されて一旦生物分解を受けるため、曝気槽３１流入水による油脂並びに有機物の負荷は、第一処理ろ過槽８０無しの場合に比べて大幅に軽減される。
【００９７】
本発明におけるろ過処理工程は、上記の第一処理ろ過槽８０のような第一処理手段により行うことができる。
【実施例】
【００９８】
図２に示す装置と同等の実験装置を用いて実施例を以下に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９９】
実施例では食品加工排水処理実設備の生物処理後の排水（以下、生物処理水ともいう）を採取して、これに廃糖蜜をＣＯＤcrとして１５００ｍｇ／ｌ、食品廃油を油脂（ｎ−へキサン抽出物質）濃度が概ね４３０ｍｇ／ｌとなるように加えた。別に尿素と第一リン酸カリウムを全窒素として４０ｍｇ／ｌ、全リンとして１０ｍｇ／ｌ添加・混合して、これを油脂含有排水１とした。
【０１００】
油脂含有排水１は定量ポンプを用いて実験装置に供給した。油脂含有排水１の供給経路から、汚泥供給手段４３としての定量ポンプを用いて、沈殿池４１から得られる第三処理汚泥１６の一部を供給した。曝気槽３１で生成した泡１１及び／又はスカム１３が多い場合は、回収供給手段３３からポンプで第一処理ろ過槽８０に戻した。
【０１０１】
第１曝気槽３１ａにて添加する金属塩のうち、金属塩５７はＰＡＣまたは塩化第二鉄を用いた。添加量はアルミニウムないし鉄として同等となるようにそれぞれ薬注ポンプで第１曝気槽３１ａに供給した。
【０１０２】
第一処理ろ過槽８０は直径２０ｃｍ高さ５０ｃｍの円筒プラスチック製とし、ろ材は１０ｍｍ×１０ｍｍ×１０ｍｍの方形スポンジ状ポリウレタンを用い充填容量が８ｌとなるよう充填した。この時のろ材充填層８６の厚さは２５.５ｃｍとなった。駆動部を持つ軸８３には長さ１５ｃｍ直径５ｍｍの攪拌翼８１をろ材表層下３ｃｍの位置から深さ５ｃｍごとに合計４つ付設し、槽上部から見て互いに９０度ずれるように配置した。ろ材を保持する多孔板８５の上部には散気用配管８７を固定し空気出口に複数個の散気ストーン８８を付設して通気を行った。
【０１０３】
第一処理ろ過槽８０では、槽内温度が３０℃となるように調整した。また、第一処理ろ過槽８０における通水速度は２．２ｍ／ｄとした。また、第一処理ろ過槽８０内における溶存酸素濃度（ＤＯ）が０〜０．３ｍｇ／ｌとなるよう、通気を行った。
なお、ｐＨ調整をしなくても処理性能は発揮できるが、本試験では、アルカリ剤（ＮａＯＨ）を加えて槽内ｐＨを７．５〜８．０に調整した。
【０１０４】
第一処理ろ過槽８０に設置した攪拌翼８１は１ｒｐｍで駆動させ、ろ材が閉塞しないようにした。また、第一処理ろ過槽８０下部の受水部８９はコーン型としてコーン端部にも散気ストーン８８を配して緩やかな散気によって攪拌を行わせ、第一処理ろ過水４をポンプで曝気槽３１に供給した。
【０１０５】
曝気槽３１は総容量１８ｌで隔壁を設けて直列３区画（第１曝気槽３１ａ、第２曝気槽３１ｂ、第３曝気槽３１ｃ）に等分し、第１曝気槽３１ａ（すなわち、第二処理手段としての曝気槽の前段）に第一処理ろ過水４と金属塩５７と凝集汚泥１８とが供給できるようにした。各曝気槽の側面には流下方向に平行させて散気管を配し曝気液が上下に旋回しながら流下するようにし、曝気液の第２曝気槽３１ｂ及び第３曝気３１ｃ槽への移動は散気管と逆側側面に近い隔壁下部にある開口部を経て行われた。
【０１０６】
各曝気槽の液旋回流が下降する側面の槽壁が、その他の面に配された槽壁・隔壁よりも液面に近くなるよう高さを下げて、泡やスカムの量が多い場合にはここを越流して容器に回収できるように排出経路を設けた。こうして発泡等が激しい場合でも活性汚泥が槽外に失われる悪影響を緩和し、回収された泡１１及び／又はスカム１３を第一処理ろ過槽８０に供給できるようにした。
【０１０７】
曝気槽３１では、槽内温度が３０℃以上となるように調整した。また、曝気槽３１における滞留時間は５日間とした。また、ｐＨ調整をしなくても処理性能は発揮できるが、本試験ではｐＨを７．５〜８．０に調整した。さらに、槽内液の溶存酸素濃度がおおよそ０．５ｍｇ／Ｌとなるよう、通気しながら槽内を撹拌した。
【０１０８】
第３曝気槽３１ｃ（最終曝気槽）から排出される第二処理水１５は汚泥掻寄機を有する沈殿池４１に導入されて上澄みは第三処理水１７となり、沈殿池４１の底に濃縮された第三処理汚泥１６はポンプによって、第一処理ろ過槽８０と曝気槽３１に戻した。また一部は余剰汚泥として排出した。
【０１０９】
次に、凝集沈殿池６１では、第三処理水１７に、金属塩６６を添加して、凝集沈殿を行った。凝集沈殿により固液分離された上澄みは、処理水１９として排出された。
また、沈殿物として排出された凝集汚泥１８は、ポンプによって添加処理手段５６へ送られ、曝気槽３１に添加された。
【０１１０】
＜実施例１＞
前記の実験装置にＣＯＤcrが１６５０ｍｇ／ｌ、ｎ−へキサン抽出物濃度が４３２ｍｇ／ｌの油脂含有排水１を１日当り７０ｌ通水し、通水速度２．２３ｍ／ｄでろ過処理を行った。ここで曝気槽３１におけるＭＬＳＳ濃度が約５，０００ｍｇ／ｌとなるように、汚泥供給手段４５を用いて第三処理汚泥１６を供給した。ここで、汚泥供給手段４５から曝気槽３１へ添加する第三処理汚泥１６の量は、第一処理ろ過水４に対して体積比で３０〜６０％（すなわち、第一処理ろ過水４：第三処理汚泥１６＝１００：３０〜６０の体積比）となるように添加した。
また、汚泥供給手段４３から第一処理ろ過槽へ添加する第三処理汚泥１６の量は油脂含有排水１に対して体積比で１〜３％となるように添加した。
なお、実験装置の立ち上げ当初において、食品加工排水生物処理の実施設で採取した活性汚泥を曝気槽に投入して運転を開始し、第三処理汚泥１６が得られるようにした。
【０１１１】
第１曝気槽３１ａの流入端には第一処理ろ過水４、第三処理汚泥１６のほかに凝集汚泥１８を添加した。
凝集汚泥１８は、第三処理水１７に対し薬剤として塩化第二鉄２５０ｍｇ／ｌと水酸化ナトリウム４０ｍｇ／ｌと、ポリマー（水ｉｎｇ株式会社製、エバグロースＡ−１５１）１ｍｇ／ｌとを添加し、凝集沈殿させることにより得た。この凝集汚泥１８の発生量は、第三処理水１７に対し約８０ｍｇ／ｌであった。こうして得たスラリー状汚泥を固形物として第一処理ろ過水４に対し約１００ｍｇ／ｌ添加した。
【０１１２】
曝気槽３１の側面に設けた越流経路に溢れ出た泡１１及び／又はスカム１３はポンプないし人手を介してなるべく連続的に第一処理ろ過槽８０に循環させた。
【０１１３】
第一処理ろ過槽８０におけるろ材充填層及び曝気槽３１の生物を馴養させるため当初１ヶ月は立上期間として装置の運転を行い、処理成績が安定した後約２週間の処理成績を評価した。
【０１１４】
油脂分の除去成績はｎ−ヘキサン抽出物濃度４３２ｍｇ／ｌに対し第一処理ろ過水（採取したろ過水を３０分間静置して得た分離水。以降同様。）平均で約６７％（１１３〜１６０ｍｇ／ｌ）、第三処理水で９８％以上（５ｍｇ／ｌ以下）であった。曝気槽３１における発泡は第１曝気槽３１ａ・第２曝気槽３１ｂ・第３曝気槽３１ｃと逓減したが、抑制しきることが出来なかったため一部が側面越流壁を越えた（越流経路へ溢れ出た）のでその越流分は第一処理ろ過槽８０に供給した。沈殿池４１におけるスカムの浮上は認められなかった。また、凝集沈殿池６１（第四処理手段）からは、第三処理水よりも清浄度の高い処理水１９が排出された。
評価結果を他の実施例、比較例と併せて第１表に示す。なお、曝気槽３１の発泡について、泡１１及び／又はスカム１３が排水経路に溢れ出て越流した量が１日当り１０００ｍｌ以上の場合は「越流」、その越流量が５００ｍｌ以上の場合は「多」、２００ｍｌ以上の場合は「中」、１００ｍｌ以下の場合は「少」と評価した。また、沈殿池４１における浮上スカムが確認されなかった場合は「無」、浮上スカム量が５０ｍｌ以上、１００ｍｌ以下の場合は「中」、１００ｍｌ以上の場合は「多」と評価した。
また、処理成績を評価した期間中、１日１回の頻度で第一処理ろ過水及び第三処理水のｎ−ヘキサン抽出物濃度（ｍｇ／ｌ）を測定し、その平均値を求めた。結果を第１表に示す。
【０１１５】
＜実施例２＞
第四処理を行わなかったこと、および第１曝気槽３１ａへ凝集汚泥１８の代わりに、金属塩として塩化第二鉄２５０ｍｇ／ｌを添加すること以外は実施例１と同一の条件で実験装置の運転を行った。第１曝気槽３１ａには、薬剤使用によるｐＨ低下の影響を防ぐため水酸化ナトリウム４０ｍｇ／ｌを併せて添加した。
油脂分の除去成績はｎ−ヘキサン抽出物濃度４３２ｍｇ／ｌに対しろ過水平均で約７０％（１０５〜１４２ｍｇ／ｌ）、第三処理水で９８％以上（５ｍｇ／ｌ以下）であった。曝気槽２０における発泡は第１曝気槽３１ａ・第２曝気槽３１ｂ・第３曝気槽３１ｃと逓減したが、完全に抑制出来なかったため一部が側面越流壁を越えたので越流分は第一処理ろ過槽８０に供給した。沈殿池４１におけるスカムの浮上は認められなかった。
【０１１６】
＜実施例３＞
第１曝気槽３１ａへ、塩化第二鉄及び水酸化ナトリウム・ポリマーを用いてなる凝集汚泥１８の代わりに、ＰＡＣ及び水酸化ナトリウム・ポリマーを用いてなる凝集汚泥１８を添加すること以外は実施例１と同一の条件で実験装置の運転を行った。この凝集汚泥１８は、第三処理水１７に対し、薬剤としてＰＡＣを３００ｍｇ／ｌと水酸化ナトリウム２５ｍｇ／ｌ、ポリマー（水ｉｎｇ株式会社製、エバグロースＡ−１５１）１ｍｇ／ｌとを添加し、凝集沈殿させることにより得た。この凝集汚泥１８の発生量は、第三処理水１７に対し約６０ｍｇ／ｌであった。こうして得た凝集汚泥１８を、固形物として第一処理ろ過水４に対し８０ｍｇ／ｌ添加した。
油脂分の除去成績はｎ−ヘキサン抽出物濃度４３２ｍｇ／ｌに対し第一処理ろ過水平均で約６９％（１１８〜１６７ｍｇ／ｌ）、第三処理水で９８％以上（５ｍｇ／ｌ以下）であった。曝気槽における発泡は第１曝気槽３１ａ・第２曝気槽３１ｂ・第３曝気槽３１ｃと逓減したが、完全に抑制出来なかったため一部が側面越流壁を越えたので越流分は第一処理ろ過槽８０に供給した。沈殿池４１におけるスカムの浮上は認められなかった。また、凝集沈殿池６１（第四処理手段）からは、第三処理水よりも清浄度の高い処理水１９が排出された。
【０１１７】
＜実施例４＞
第四処理を行わなかったこと、および第１曝気槽３１ａへ凝集汚泥１８の代わりに、金属塩としてＰＡＣ３００ｍｇ／ｌを添加すること以外は実施例１と同一の条件で実験装置の運転を行った。第１曝気槽３１ａには、薬剤使用によるｐＨ低下を防ぐため水酸化ナトリウム２５ｍｇ／ｌを併せて添加した。
油脂分の除去成績はｎ−ヘキサン抽出物濃度４３２ｍｇ／ｌに対し第一処理ろ過水平均で約７０％（１１０〜１５７ｍｇ／ｌ）、第三処理水で９８％以上（５ｍｇ／ｌ以下）であった。曝気槽における発泡は第１曝気槽３１ａ・第２曝気槽３１ｂ・第３曝気槽３１ｃと逓減したが、完全に抑制出来なかったため一部が側面越流壁を越えたので越流分は第一処理ろ過槽８０に供給した。沈殿池４１におけるスカムの浮上は認められなかった。
【０１１８】
＜比較例１＞
第四処理を行わなかったこと、第一処理ろ過槽８０を有しないこと、汚泥供給手段４３及び４５による第三処理汚泥１６の供給をしないこと、回収供給手段３３による泡１１及び／又はスカム１３の供給をしないこと、並びに金属塩等の添加を行わなかったこと以外の構成が、実施例１と同一である実験装置に、同じ油脂含有排水１を同水量で通水して処理した。曝気槽３１の総容量を実施例１の第一処理ろ過槽８０と曝気槽３１との合計と同一とするために第４槽を備える。
【０１１９】
油脂分の除去成績はｎ−ヘキサン抽出物濃度４３２ｍｇ／ｌに対し第三処理水平均で１８２ｍｇ／ｌ、除去率５８％であった。第１曝気槽３１ａ・第２曝気槽３１ｂにおける発泡が特に多く常時越流したため、汚泥が槽外に失われることを防ぐために必要なだけのシリコン系消泡剤を添加した。沈殿池４１表面にはスカムが浮上して溜まるようになったため、これを回収して曝気槽３１に戻すようにした。消泡剤を使用したりやスカムの処理を行わないと発泡により汚泥が槽外に流出するので処理を継続することが出来なかった。
【０１２０】
＜比較例２＞
第四処理を行ったこと、および第１曝気槽３１ａに塩化第二鉄による凝集汚泥１８を添加すること以外は同じ条件で、構成が比較例１と同一の実験装置に同じ油脂含有排水１を同水量で通水して処理した。凝集汚泥１８の作製及び添加量は、実施例１と同様である。
【０１２１】
油脂分の除去成績はｎ−ヘキサン抽出物濃度４３２ｍｇ／ｌに対し第三処理水平均で１３５ｍｇ／ｌ、除去率６９％であった。比較例１と同様第１曝気槽３１ａ・第２曝気槽３１ｂにおける発泡が特に多く常時越流しそうになったため、汚泥が槽外に失われることを防ぐために必要なだけのシリコン系消泡剤を添加した。また、スカムが沈殿池４１表面に浮上するようになったため、これを回収して曝気槽３１に戻すようにしたが、消泡剤を使用したりやスカムの処理を行わないと処理を継続することが出来なかったのは比較例１と同様であった。
【０１２２】
＜比較例３＞
第四処理を行わなかったこと、および金属塩等の添加を行わなかったこと以外は実施例１と同じ条件で同じ油脂含有排水１を同水量で通水して処理した。
【０１２３】
油脂分の除去成績はｎ−ヘキサン抽出物濃度４３２ｍｇ／ｌに対し第一処理ろ過水平均で約５７％（１２０〜２１０ｍｇ／ｌ）、第三処理水で９２．６％（３２ｍｇ／ｌ）となり、実施例の処理成績に比べて劣るものであった。曝気槽３１における発泡が実施例より多く、第３曝気槽３１ｃではやや少なかったものの、第１曝気槽３１ａ・第２曝気槽３１ｂからは常時泡が越流したので側面越流壁を越えた分は第一処理ろ過槽８０に供給した。沈殿池４１におけるスカム浮上は防止できなかったが処理を継続することが出来た。
【０１２４】
【表１】
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【符号の説明】
【０１２５】
１：油脂含有排水、３：第一処理水、４：第一処理ろ過水、５，１５：第二処理水、６，１６：第三処理汚泥、７，１７：第三処理水、９，１９：処理水，８，１８：凝集汚泥、１１：泡、１３：スカム、２０：第一処理手段、３０：第二処理手段、３１：曝気槽、３１ａ：第１曝気槽、３１ｂ：第２曝気槽、３１ｃ：第３曝気槽、３３：回収供給手段、４０：第三処理手段、４１：沈殿池、４２，４３，４５：汚泥供給手段、５０，５５，５６：添加処理手段、５７，６６：金属塩、６０：第四処理手段、６１：凝集沈殿池、６５：添加手段、８０：第一処理ろ過槽、８１：攪拌翼、８２：躯体、８３：軸、８５：多孔板、８６：ろ材充填層、８７：散気用配管、８８：散気ストーン、８９：受水部、１００，２００：装置
【図１】
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【図２】
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