(57)【要約】  油脂含有排水の性状にかかわらず油脂分を安定的に濃縮することができ、且つ、濃縮後の濃縮物に対する生物処理の処理効率を高めることができ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。  油脂含有排水１に鉄塩２を投入して油脂分を濃縮分離する濃縮分離処理を施し、該濃縮分離処理で得られた濃縮物に生物処理を施すことを特徴とする油脂含有排水の処理方法である。これにより、油脂含有排水１に投入された鉄塩２が無機凝集剤として作用し、油脂含有排水１の性状にかかわらず油脂分を安定的に濃縮し、分離することができる。また、鉄塩２を含有する濃縮物２２に生物処理を施すことで濃縮物２２中の油脂分の分解効率を向上させることができる。さらに、本発明は油脂含有排水の処理装置１０を提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂含有排水に鉄塩を投入して油脂分を濃縮分離する濃縮分離処理を施し、該濃縮分離処理で得られた濃縮物に生物処理を施すことを特徴とする油脂含有排水の処理方法。
【請求項２】
前記生物処理が、
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からなる群から選択される少なくとも一つの微生物による分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせる処理である嫌気性処理と、該嫌気性処理で得られた処理物に施される好気性処理と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の油脂含有排水の処理方法。
【請求項３】
前記生物処理が、
前記嫌気性処理と前記好気性処理との間に、嫌気性処理で得られた処理物にメタン生成菌による分解処理が施される分解処理を含み、
該分解処理で得られた分解処理物に対して前記好気性処理が施されることを特徴とする請求項２に記載の油脂含有排水の処理方法。
【請求項４】
前記生物処理よりも前に、前記油脂含有排水及び前記濃縮物のうち少なくとも一つに、油脂分解製剤及び／又は油脂分解微生物を供給することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の油脂含有排水の処理方法。
【請求項５】
油脂含有排水の処理装置であって、
油脂含有排水に鉄塩を投入して油脂分を濃縮分離する濃縮分離処理を施すための投入・濃縮分離手段と、該濃縮分離処理で得られた濃縮物に生物処理を施すための生物処理手段と、を備えることを特徴とする油脂含有排水の処理装置。
【請求項６】
前記生物処理手段が、
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からなる群から選択される少なくとも一つの微生物による分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせる処理である嫌気性処理を施すための嫌気処理手段と、該嫌気性処理で得られた処理物に好気性処理を施すための好気処理手段と、を含むことを特徴とする請求項５に記載の油脂含有排水の処理装置。
【請求項７】
前記嫌気処理で得られた処理物にメタン生成菌による分解処理を施すための分解処理手段を含み、
前記好気処理手段が、前記分解処理で得られた分解処理物に好気性処理を施すための好気性処理手段であることを特徴とする請求項６に記載の油脂含有排水の処理装置。
【請求項８】
前記生物処理よりも前に、前記油脂含有排水及び前記濃縮物のうち少なくとも一つに油脂分解製剤及び／又は油脂分解微生物を供給するための供給手段を有することを特徴とする請求項５〜７の何れか１項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、油脂含有排水の処理方法及び処理装置に関し、特に、生物処理を伴う油脂含有排水の処理方法及び処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品工場排水や生活排水等の排水は油脂分を多く含んでおり、かかる排水が下水管路に放流されると、固化した油脂分が下水管路に付着することによる下水配管閉塞やオイルボールの発生等、排水中の油脂分が多いことに起因する種々の問題が引き起こされる。【０００３】
そこで、一般に、生活排水等の排水は生物処理施設において生物処理が施され、油脂分を含む有機物が分解される。しかしながら、排水中の油脂含有量が多いと活性汚泥による油脂分の分解に一定の時間が要求されるため、生物処理の時間が不足すると生物処理後の処理水に油脂分が残留することとなる一方、生物処理に時間をかけると処理効率が低下する。【０００４】
このような油脂分を含有する排水を対象とした処理方法として、特許文献１に記載されるような技術が開示されている。【０００５】
具体的には、特許文献１には、油脂含有排水を油脂分と分離水に分離し、この分離水に対して生物処理を行い、油脂分については別途好気的に微生物を用いた分解処理に付し、この分解処理で得られた微生物含有液を分離水又は生物処理に供する油脂含有排水の処理方法が開示されている。【０００６】
特許文献１の処理方法によれば、油脂含有排水から分離水が分離されるため、分解処理における油脂分と当該油脂分を分解する微生物との接触効率が高まり、迅速な油脂分の分解が期待できる。また、分解処理後の微生物含有液が生物処理に供されるのでさらに油脂分の分解が進み、生物処理後に残留する油脂分が少ない処理水を迅速な処理で提供することができる。【０００７】
なお、油脂含有排水からの油脂分の分離には、任意に有機凝集剤や無機凝集剤の油脂含有排水への添加がなされると考えられる。【０００８】
また、非特許文献１には、油脂の分解反応を触媒するリパーゼの反応が鉄によって強力に阻害されることが開示されている。【０００９】
一方で、特許文献２には、生物処理工程において鉄塩を供給する生物処理装置を開示する。具体的には、特許文献２には、直列に配置した二つの処理槽で油脂含有排水の生物処理を行う生物処理装置において、第１の処理槽に鉄塩を供給するための鉄塩供給手段を備える生物処理装置が開示されている。この生物処理装置によれば、第１の処理槽に鉄塩を供給しない場合と比べて排水中の油脂が効率的に分解される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平４−２３５７９９号公報
【特許文献２】特開２０１３−１８４０９３号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】岩井美恵子  著、リパーゼ  その基礎と応用、第１６８頁〜第１７３頁（幸書房）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、油脂含有排水は、排水を排出する施設の稼働状況や夾雑物の存在等の影響によってその性状にばらつきが生じるものであり、特許文献１の処理方法によれば、油脂含有排水の性状いかんによっては分離工程において分離可能な油脂分の割合が低下する。すなわち、油脂含有排水の性状いかんによっては分離水中に残留する油脂分の割合が増大し、生物処理時間の長期化、生物処理効率の低下の問題が生じる。【００１３】
かかる分離水中に残留する油脂分の割合を低下させるために種々の凝集剤の添加が検討されているが、従来、鉄塩はリパーゼの反応を強力に阻害することが知られていたことから、リパーゼによる反応が予定されている物質に対して無機凝集剤として鉄塩を用いることは試されることがなかった。【００１４】
また、特許文献２には、生物処理槽に鉄塩を供給することが開示されているが、鉄塩を油脂分の凝集剤として用いることについては何ら記載がない。【００１５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、油脂含有排水の性状にかかわらず油脂分を安定的に濃縮することができ、且つ、濃縮後の濃縮物に対する生物処理の処理効率を高めることができ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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための請求項１に記載の油脂含有排水の処理方法は、油脂含有排水に鉄塩を投入して油脂分を濃縮分離する濃縮分離処理を施し、該濃縮分離処理で得られた濃縮物に生物処理を施すことを特徴とする。【００１７】
この構成によれば、油脂含有排水に投入された鉄塩が無機凝集剤として作用し、油脂含有排水の性状にかかわらず油脂分を安定的に濃縮し、分離することができる。また、鉄塩を含有する濃縮物に生物処理を施すことで濃縮物中の油脂分の分解効率を向上させることができる。かかる分解効率の向上は、従来、鉄塩がリパーゼ活性を阻害すると考えられていたところ、生物処理において鉄塩の存在下で油脂の加水分解を促進するリパーゼ及び／又は油脂の合成反応（リパーゼの逆反応）を抑制するリパーゼを生産する微生物が優占化した結果もたらされるものであると推察される。【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の油脂含有排水の処理方法において、前記生物処理が、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からなる群から選択される少なくとも一つの微生物による分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせる処理である嫌気性処理と、該嫌気性処理で得られた処理物に施される好気性処理と、を含むことを特徴とする。【００１９】
この構成によれば、鉄塩の存在下における濃縮分離処理により得られた濃縮物に対して好気性処理に先だって嫌気性処理が行われることで、油脂分の濃縮物に対していきなり好気性処理を行う場合と比較して濃縮物中の油脂分を効果的に分解することができる。【００２０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の油脂含有排水の処理方法において、前記生物処理が、前記嫌気性処理と前記好気性処理との間に、嫌気性処理で得られた処理物にメタン生成菌による分解処理が施される分解処理を含み、該分解処理で得られた分解処理物に対して前記好気性処理が施されることを特徴とする。【００２１】
この構成によれば、嫌気性処理で得られた処理物に対してメタン生成菌による分解処理が施されることで、有機物の低分子化だけでなく、メタンガス化による揮発が促される。したがって、メタン生成菌による分解処理に続く好気性処理において処理すべき有機物の量を大きく低下させることができる。その結果、濃縮物中の油脂分をさらに効果的に分解することが可能となる。【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の油脂含有排水の処理方法において、前記生物処理よりも前に、前記油脂含有排水及び前記濃縮物のうち少なくとも一つに、油脂分解製剤及び／又は油脂分解微生物を供給することを特徴とする。【００２３】
この構成によれば、生物処理において油脂分解製剤及び／又は油脂分解微生物によるさらなる油脂分解効果が得られ、濃縮分離後の濃縮物に対する生物処理の処理効率をさらに高めることができる。【００２４】
請求項５に記載の発明は、油脂含有排水の処理装置であって、油脂含有排水に鉄塩を投入して油脂分を濃縮分離する濃縮分離処理を施すための投入・濃縮分離手段と、該濃縮分離処理で得られた濃縮物に生物処理を施すための生物処理手段と、を備えることを特徴とする。【００２５】
この構成によれば、油脂含有排水に投入された鉄塩が無機凝集剤として作用し、油脂含有排水の性状にかかわらず油脂分を安定的に濃縮分離することができる。また、鉄塩を含有する濃縮物に生物処理を施すことで濃縮物中の油脂分の分解効率を向上させることができる。【００２６】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記生物処理手段が、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からなる群から選択される少なくとも一つの微生物による分解、乳化及び分散のうち少なくとも一つの作用をさせる処理である嫌気性処理を施すための嫌気処理手段と、該嫌気性処理で得られた処理物に好気性処理を施すための好気処理手段と、を含むことを特徴とする。【００２７】
この構成によれば、鉄塩の存在下における濃縮分離処理により得られた濃縮物に対して好気性処理に先だって嫌気性処理が行われることで、油脂分の濃縮物に対していきなり好気性処理を行う場合と比較して濃縮物中の油脂分を効果的に分解することができる。【００２８】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記嫌気処理で得られた処理物にメタン生成菌による分解処理を施すための分解処理手段を含み、前記好気処理手段が、前記分解処理で得られた分解処理物に好気性処理を施すための好気性処理手段であることを特徴とする。【００２９】
この構成によれば、嫌気性処理で得られた処理物に対してメタン生成菌による分解処理が施されることで、有機物の低分子化だけでなく、メタンガス化による揮発が促される。したがって、メタン生成菌による分解処理に続く好気性処理において処理すべき有機物の量を大きく低下させることができる。その結果、濃縮物中の油脂分をさらに効果的に分解することが可能となる。【００３０】
請求項８に記載の発明は、請求項５〜７の何れか１項に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記生物処理よりも前に、前記油脂含有排水及び前記濃縮物のうち少なくとも一つに油脂分解製剤及び／又は油脂分解微生物を供給するための供給手段を有することを特徴とする。【００３１】
この構成によれば、生物処理において油脂分解製剤及び／又は油脂分解微生物によるさらなる油脂分解効果が得られ、濃縮分離後の濃縮物に対する生物処理の処理効率をさらに高めることができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、油脂含有排水に投入された鉄塩が無機凝集剤として作用し、油脂含有排水の性状にかかわらず油脂分を安定的に濃縮し、分離することができる。また、鉄塩を含有する濃縮物に生物処理を施すことで濃縮物中の油脂分の分解効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る油脂含有排水の処理装置１０の模式図である。
【図２】本発明の第１実施の形態の第１変形例にかかる生物処理手段６０を示す図である。
【図３】本発明の第１実施の形態の第２変形例にかかる生物処理手段８０を示す図である。
【図４】本発明の第２実施の形態に係る油脂含有排水の処理装置７０の模式図である。
【図５】食品工場排水から油脂濃縮物中に回収された油分の回収率を示す図である。
【図６】比較例４の油脂含有排水（原水）の回分式生物処理試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
次に、本発明の実施の形態について図に基づいて詳細に説明する。
【００３５】
（第１実施の形態）
本発明の第１実施の形態に係る油脂含有排水の処理方法及び処理装置を、図１を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る油脂含有排水の処理装置１０を示す模式図である。
【００３６】
図示のように、油脂含有排水の処理装置１０は、油脂含有排水１に油脂分解製剤４及び／又は油脂分解微生物６を供給する供給手段１５と、油脂含有排水１に鉄塩２を投入して濃縮分離処理を施すための投入・濃縮分離手段２０と、投入・濃縮分離手段２０の下流に位置して濃縮分離処理で得た濃縮物２２に生物処理を施すための生物処理手段３０と、を備える。
【００３７】
油脂含有排水１は、本明細書においては油脂分を含む水を意味する。油脂分としては、動植物性油脂（トリグリセリドやその部分分解物）が挙げられる。具体例として、食品工場や厨房から排出される排水や生活排水が例示される。油脂含有排水１は、油脂分以外の成分（例えば窒素成分（アンモニア性窒素、有機性窒素等））をさらに含んでいてもよい。
【００３８】
本発明において、油脂含有排水１は、ヘキサン抽出物濃度の下限が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、５０，０００ｍｇ／Ｌ、好ましくは３０，０００ｍｇ／Ｌ、より好ましくは１０，０００ｍｇ／Ｌであってよい。ここで油脂含有排水１のヘキサン抽出物濃度は、工場排水試験方法（ＪＩＳ  Ｋ０１０２  ２４）に基づき測定して得た値を意味する。以下の説明において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。
【００３９】
本発明では、油脂含有排水１に前処理を施したものに濃縮分離処理を施すことができる。したがって、油脂含有排水１に前処理を施したものは、本発明において油脂含有排水１に該当するものとする。本発明における油脂含有排水１の一態様として、例えば、油脂含有排水１に前処理を施したもの、油脂含有排水１に分散処理を施して得られる分散水があげられる。
【００４０】
投入・濃縮分離手段２０は、油脂含有排水１中の油脂分を濃縮して分離する場となる濃縮分離手段（濃縮分離槽２４）と、この濃縮分離槽２４の上流に設けられ、油脂含有排水１に鉄塩２を投入するための投入手段２６と、を含む。
【００４１】
濃縮分離手段は、油脂含有排水１中の油脂分を濃縮分離できる手段であればどのようなものであっても良く、例えば、凝集沈殿処理、凝集加圧浮上処理、凝集ろ過処理等の既存の固液分離法に用いる濃縮分離手段を用いることができる。
【００４２】
鉄塩２は、油脂分の濃縮分離の際に添加される凝集剤として使用する。使用する鉄塩２は、塩化第二鉄、ポリ鉄、塩化第一鉄、硫酸第一鉄等が挙げられ、好ましくは、塩化第二鉄又はポリ鉄である。本発明では、凝集ポリマとしてカチオンポリマ又はアニオンポリマを用いることができる。油脂含有排水１に含まれるヘキサン抽出物の質量を１００とすると、鉄塩２の使用量は鉄の質量として１０〜５００であり、好ましくは５０〜３００である。
【００４３】
なお、油脂含有排水１の濃縮処理において、一般的な凝集剤であるＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）を利用することは好ましくない。
【００４４】
油脂分解製剤４及び／又は油脂分解微生物６は、後述する生物処理よりも前に油脂含有排水１及び濃縮物２２のうち少なくとも１つに供給される添加物であり、この供給により下流の生物処理における油脂分解性能が向上するという効果が得られる。
【００４５】
油脂分解微生物６は、Ａｃｉｎｅｔｏｂａｃｔｅｒ属、Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ属、Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ属、Ｂａｃｉｌｌｕｓ属、Ｂｕｒｋｈｏ１ｄｅｒｉａ属、Ｃａｎｄｉｄａ属、Ｎｏｃａｒｄｉａ属、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ属、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ属、Ｒｈｏｄｏｃｏｃｃｕｓ属などに例示されるような既知の微生物を培養したものや、油脂含有排水１の生物処理で発生する返送汚泥、あるいはそれらを濃縮、乾燥などの処理を施した調製物などの利用が可能である。
【００４６】
油脂含有排水１に含まれるヘキサン抽出物の質量を１００とすると、油脂分解微生物６の添加量は微生物の乾燥質量として１０〜３００、好ましくは３０〜１００の範囲である。
【００４７】
油脂分解製剤４は、油脂の分解を促進させるものであれば限定は無く、油脂の加水分解を触媒するリパーゼ、油脂の分散性を高めるための乳化剤、油脂分解微生物を含む微生物製剤などの利用が可能である。
【００４８】
濃縮分離手段（濃縮分離槽２４）で得られた濃縮物２２は、生物処理手段３０によって生物処理に付される。
【００４９】
本実施の形態において、生物処理手段３０は、濃縮物２２に対して嫌気性処理が施される場となる嫌気処理手段（嫌気処理槽３４）と、嫌気性処理により得られた嫌気処理水３６に対して好気性処理が施される場となる好気処理手段（好気槽３８）と、好気性処理により得られた好気処理水４０に対してさらなる好気性処理である活性汚泥処理が施される場となる好気処理手段（活性汚泥処理手段５０）と、を有する。
【００５０】
嫌気処理手段は、後述する嫌気性処理を油脂分の濃縮物２２に対して施して嫌気処理水３６を得ることができる手段であれば特に限定されない。例えば、嫌気性環境下において生息する嫌気性菌を内部に有する密閉容器内に油脂濃縮物を受け入れ、これに嫌気性菌を作用させて嫌気処理水を排出するものが挙げられる。
【００５１】
また、例えば、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からなる群から選ばれる少なくとも１つを内部に有する容器であって、油脂濃縮物を内部に受け入れ、これに嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌及び好気性菌からなる群から選ばれる少なくとも１つを作用させて嫌気処理水３６を排出するものが挙げられる。いずれの容器を用いた場合でも、その内部を撹拌できる装置を有することが好ましい。
【００５２】
嫌気処理手段として、嫌気性固定床法、嫌気性流動床法、ＵＡＳＢ法、ＥＧＳＢ法等の従来公知の処理を行う装置を利用することは可能である。ただし、後述するように、本発明における嫌気性処理は原則としてメタン生成菌による分解（メタン発酵）が進行しない条件で処理するため、メタンガスを貯留するためのガスホルダや脱硫処理装置等の付帯設備はなくてもよい。
【００５３】
嫌気処理手段は、濃縮物２２（嫌気処理手段において反応槽を用いる場合、その槽内容物）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、油脂濃縮物に対して適量の酸素を供給しながら嫌気性処理を施すことで調整することができる。
【００５４】
嫌気処理手段（嫌気処理槽３４）で得られる嫌気処理水３６は、下流の好気処理手段（好気槽３８）に移送される。
【００５５】
好気処理手段は、従来公知の好気性生物処理に用いられる手段を用いることができる。具体的には、前記の嫌気処理水３６を槽内に受け入れ、撹拌しながら曝気する処理を実施可能な手段であり、例えば、従来公知の浮遊生物処理法（回分式活性汚泥法、連続式活性汚泥法、膜分離活性汚泥法等）や生物膜処理法（回転円板法、好気性ろ過法、流動床法等）の実施に用いられる好気処理手段が例示される。また、好気性処理手段は、内部に汚泥（例えば、活性汚泥等）が貯留される場合があり、その場合、これを排出できる構成を備えることが好ましい。
【００５６】
また、油脂含有排水の処理装置は、２つ以上の好気処理手段を用いていてもよい。例えば、１つ目の好気処理手段にて好気性処理を施し、さらに２つ目の好気処理手段にて好気性処理を施すものとしてもよい。
【００５７】
さらに、好気処理手段は、固液分離手段を含んでいることが好ましい。この場合、好気処理手段において貯留される汚泥の排出をすみやかに行うことができる。また、後述する好気性処理には活性汚泥処理を含んでおり、したがって、好気処理手段は、活性汚泥処理手段を含む。
【００５８】
一般に、活性汚泥処理手段は、曝気槽及び沈殿槽を含み、活性汚泥処理がなされる場となる曝気槽から移行してきた活性汚泥のフロックを沈殿槽において自然沈降により分離する。
【００５９】
本実施の形態に係る油脂含有排水の処理装置１０においては、嫌気処理手段の下流に、好気性処理を行う２つの好気処理手段、すなわち、好気槽３８及び活性汚泥処理手段５０を、それぞれ直列に配置している。
【００６０】
活性汚泥処理手段５０は、曝気されて活性汚泥による好気処理の場となる活性汚泥槽４２（曝気槽）と、活性汚泥槽４２の下流に配置され、活性汚泥槽４２から移行してきた活性汚泥のフロックを自然沈降により分離する沈殿槽４６と、からなる。沈殿槽４６において活性汚泥のフロックから分離された分離液が、生物処理水３２として油脂含有排水の処理装置１０から最終的に排出される。
【００６１】
以上の構成を有する油脂含有排水の処理装置１０を用いた油脂含有排水の処理方法を、以下に説明する。
【００６２】
［１．濃縮分離処理］
まず、油脂含有排水１に対して供給手段１５を介して油脂分解製剤４及び／又は油脂分解微生物６を供給し、投入手段２６を介して鉄塩２を上述の量で投入し、濃縮分離手段（濃縮分離槽２４）において油脂分の濃縮分離を行う。
【００６３】
油脂含有排水１に投入される油脂分解製剤４及び／又は油脂分解微生物６、鉄塩２の投入順序に特に制限は無いが、油脂分解製剤４及び／又は油脂分解微生物６を油脂含有排水１に投入・撹拌後、続いて鉄塩２を投入・撹拌すると後述する生物処理での油脂分の分解性能が向上するため好ましい。
【００６４】
濃縮分離処理により油脂分の濃縮物２２に含まれるヘキサン抽出物質は、油脂含有排水１のヘキサン抽出物質濃度に対して１０倍以上に濃縮されることが好ましく、更に、４０〜５０倍以上に濃縮されることがより好ましい。濃縮処理における濃縮物２２の濃縮倍率が上がると、濃縮倍率が小さい濃縮物を生物処理する場合と比較して少ない量で濃縮物２２の生物処理を行うことが可能となるので、同じ量のヘキサン抽出物質を生物処理すると、濃縮倍率が小さい濃縮物を生物処理する場合と比較して生物処理手段３０における濃縮物２２の反応時間を長くとることが可能となる。
【００６５】
油脂成分は排水中で一般に固形物として存在しており、生物処理の際、油脂成分の分解は固形物の表面から内部へと処理が進行する。したがって、生物処理の時間を長くとることができることで油脂分の分解が進み、得られる生物処理水の水質の向上につながる。すなわち、濃縮処理における濃縮物２２の濃縮倍率が上がると、濃縮物２２に対する生物処理の時間を相対的に長くとることが可能となり、処理後の水質が向上することに繋がる。
【００６６】
一般的に油脂含有排水１中のヘキサン抽出濃度が１５０ｍｇ／Ｌ以上になると生物汚泥の活性が阻害されるといわれているが、本発明ではヘキサン抽出濃度が２０，０００ｍｇ／Ｌの油脂分の濃縮物でも阻害の影響を受けずに良好な処理が可能であることが明らかとなった。
【００６７】
濃縮処理により油脂含有排水１は油脂分の濃縮物２２と分離水２８に分離され、濃縮物２２は、生物処理手段３０に移行して生物処理に付される（以上、濃縮処理）。
【００６８】
［２．生物処理］
本発明において、生物処理は、好気性処理及び嫌気性処理の双方を含む。本発明の油脂含有排水の処理方法において、生物処理は、嫌気性処理又は好気性処理を施した後、好気性処理を行う場合を含む。
【００６９】
本実施の形態では、生物処理は嫌気処理手段（嫌気槽３４）における嫌気処理の後、２つの直列に配置された好気処理手段（それぞれ、好気槽３８及び活性汚泥処理手段５０）による２回の好気性処理を行う。
【００７０】
［２−１．嫌気性処理］
濃縮物２２は、嫌気処理手段（嫌気槽３４）に移送され、嫌気性処理に付される。
【００７１】
嫌気性処理は、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からなる群から選ばれる少なくとも１つを、油脂濃縮物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加水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メタンガスの発生を伴わない処理を意味する。したがって、本発明における嫌気性処理は、従来の嫌気性消化とは異なる処理である。
【００７２】
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０〜０．３ｍｇ／Ｌ、白金電極で測定した酸化還元電位が＋５０ｍＶ以下の状態を指す。
【００７３】
従来の嫌気性消化（嫌気性生物処理）とは、嫌気性環境下で生育する嫌気性菌の代謝作用によって、有機物をメタンガスや炭酸ガスに分解する生物処理方法を意味する。また、ここで有機物からメタンガスへの分解経路は３段階からなると考えられており、具体的には、有機物の加水分解による可溶化、低分子化を行う第１段階、次に、低分子物質の酸発酵による揮発性脂肪酸、アルコール類の生成を行う第２段階、最後に、酢酸又は水素と二酸化炭素からメタンガスを生成する第３段階という３段階からなると考えられている。
【００７４】
一方で、本発明における嫌気性処理は、このような従来の嫌気性消化における第３段階に相当する分解反応（メタンガス生成反応）を原則として含まないため、メタンガスは発生しない。また、第２段階に相当する分解反応（酸発酵）もほぼ含まないと本発明者らは推定している。さらに、第１段階に相当する分解反応（加水分解）は、高濃度の鉄塩の添加により顕著に促進する。
【００７５】
従来の知見では、鉄は油脂の分解反応を触媒するリパーゼの反応を強力に阻害することが知られているため、高濃度の鉄塩を添加した条件での油脂分解に関する詳細な研究事例は殆ど知られていなかった。本発明では、高濃度の鉄塩を使用した生物処理試験を長期的に行った結果、高濃度の鉄塩で油脂の加水分解が促進する及び／又はリパーゼの逆反応である油脂の合成反応が抑制されるような現象が現れたものと発明者らは推定しており、更に、前記の現象を示すような性質を持ったリパーゼを生産する微生物が優占化した可能性について発明者らは推定している。
【００７６】
本発明における嫌気性処理は、例えば、嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌及び好気性菌からなる群から選ばれる少なくとも１つを油脂濃縮物に作用させる条件（時間、ｐＨ、温度等）を調整することで行うことができる。
【００７７】
以下のような条件のもとで行うと、バイオサーファクタント等の代謝産物による油脂分の乳化や、リパーゼなどの酵素による分解が進行する傾向にあるため、好ましい。
【００７８】
嫌気性処理において、油脂濃縮物に嫌気性菌、通性嫌気性菌、微好気性菌及び好気性菌からなる群から選ばれる少なくとも１つを作用させる時間の下限を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。従来公知の嫌気性消化における処理時間は３０〜４０日程度であるが、本発明における嫌気性処理は、メタン発酵の反応を行わないためより短時間とすることができる。
【００７９】
嫌気性処理は、反応ｐＨを７．２以上として行うことが好ましい。また、このｐＨは１１．０以下として行うことが好ましく、８．８以下として行うことが好ましい。
【００８０】
嫌気性処理は、反応温度を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。
【００８１】
微好気性菌、好気性菌又は通性嫌気性菌を油脂濃縮物へ作用させて嫌気性処理を行う場合、例えば従来公知の曝気処理とは異なる、制限された酸素供給を油脂濃縮物に対して行うことが好ましい。このとき、酸化還元電位の測定値が＋５０ｍＶ以下、より好ましくは−５０ｍＶ以下、さらに好ましくは−５０〜−２５０ｍＶとなるように調整して嫌気性処理を施すことが好ましい。
【００８２】
なお、嫌気性菌を油脂濃縮物へ作用させて嫌気性処理を行う場合は、酸化還元電位の測定値が好ましくは−２００ｍＶ以下、より好ましくは−３００ｍＶ以下となるように調整して嫌気処理を施すものとする。
【００８３】
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（以上、嫌気性処理）。
【００８４】
嫌気処理手段（嫌気槽３４）における嫌気性処理により得られた嫌気処理水３６は、下流の好気処理手段（好気槽３８）に移送され、好気性処理に付される。
【００８５】
［２−２．好気性処理］
本発明において好気性処理とは、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、油脂濃縮物に作用させて分解する処理を意味する。
【００８６】
好気性環境下とは酸素供給を行った環境下であり、溶存酸素濃度（ＤＯ）が０ｍｇ／Ｌ以上の状態を指す。
【００８７】
本発明の好気性処理として、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、油脂濃縮物を槽内に受け入れ、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、従来公知の浮遊生物処理法（回分式活性汚泥法、連続式活性汚泥法、膜分離活性汚泥法等）や生物膜処理法（回転円板法、好気性ろ床法、流動床法等）が例示される。
【００８８】
また、好気性処理は、複数種類の処理を含むことが好ましい。例えば、油脂濃縮物に連続式活性汚泥法を適用した後、流動床法を適用する処理であることが好ましい。また、油脂濃縮物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ることが好ましい。また、前記のプロセスに脱窒素工程を組み込んでも良い。
【００８９】
好気性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、最終的に得られる好気処理水の清浄度がより高まり、下水道法に規定される下水放流基準値を満足するヘキサン抽出物濃度の好気処理水が得られるからである。
【００９０】
本発明における好気性処理は、例えば、好気性菌等を油脂濃縮物に作用させる条件（時間、ｐＨ、温度等）を調整することで行うことができる。
【００９１】
好気性処理において、油脂濃縮物に好気性菌等を作用させる時間の下限を５時間とすることが好ましく、３日とすることがより好ましく、４日とすることがさらに好ましい。また、この時間の上限を１４日とすることが好ましく、１０日とすることがさらに好ましい。油脂濃縮物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、より清浄度の高い好気処理水が得られるからである。
【００９２】
なお、２段階以上の好気性処理を施す場合、各段階における処理時間の合計が、上記のような、油脂濃縮物に好気性菌を作用させる時間に相当するものとする。
【００９３】
好気性処理は、油脂濃縮物（好気処理において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好ましい。このような範囲のｐＨとして油脂濃縮物に好気性処理を施すと、より清浄度の高い好気処理水が得られるからである。
【００９４】
好気性処理は、油脂濃縮物（好気処理において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、３９℃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、４８℃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油脂濃縮物に好気性処理を施すと、より清浄度の高い好気処理水が得られるからである。
【００９５】
好気性処理は、油脂濃縮物における油脂分の質量と窒素原子の質量の比（窒素原子／油脂分）を０．０５以上として行うことが好ましく、０．１〜０．５として行うことがより好ましい。
【００９６】
好気性処理は、油脂濃縮物における油脂分の質量とリン原子の質量の比（リン／油脂分）を０．０１以上として行うことが好ましく、０．０５〜０．１として行うことが好ましい。
【００９７】
このような窒素、リン及び油脂分の質量比となるように、好気性処理の際に窒素源等の栄養素を補給することが好ましい。
【００９８】
好気性処理は、油脂濃縮物（好気処理において反応槽を用いる場合、その槽内容物）における溶存酸素量（ＤＯ）を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。より清浄度の高い好気処理水が得られるからである。なお、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。
【００９９】
本実施の形態においては、２種類の好気性処理を１段階ずつ含む。すなわち、第１の好気処理手段（好気槽３８）における好気性処理の後、得られた好気処理水４０に対してさらに第２の好気処理手段（活性汚泥処理手段５０）における好気性処理を行う。
【０１００】
２段階目の好気性処理、すなわち、活性汚泥槽４２における活性汚泥処理（好気性処理）ののち、活性汚泥を含む活性汚泥処理水４４は沈殿槽４６に移送され、沈殿槽４６内で自然沈降により生物処理水３２、返送汚泥５６及び余剰汚泥５２に分離される（以上、好気性処理）。
【０１０１】
余剰汚泥５２は、経路５４を介して許容される範囲で生物処理水３２に合流する。また、返送汚泥５６は、図１に示すように嫌気処理手段（嫌気槽３４）及び／又は好気処理手段（好気槽３８、活性汚泥槽４２等）に返送してもよい。これにより、さらに嫌気性処理及び／又は好気性処理が促進され、最終的に得られる生物処理水３２の処理品質が向上する。
【０１０２】
また、上述のとおり、返送汚泥５６を油脂分解微生物６として生物処理よりも前に、油脂含有排水１及び油脂分の濃縮物２２に供給してもよい。
【０１０３】
濃縮分離手段（濃縮分離槽２４）で分離された分離水２８は、本実施の形態のように２段階以上の好気処理手段によって好気処理が施される場合、最後の好気処理手段（すなわち、本実施の形態においては活性汚泥処理手段５０における活性汚泥槽４２）に供給されることが好ましい。分離水２８には、濃縮分離手段（濃縮分離槽２４）において濃縮されずに分離水２８中に残留した油脂分が含まれるので、上述のとおり最後の好気処理手段に供給されることでかかる油脂分も分解することができるからである。
【０１０４】
また、分離水２８中に残留する油脂分の程度によっては、活性汚泥槽４２の下流の沈殿槽４６に分離水２８を供給してもよい。
【０１０５】
なお、本実施の形態においては、生物処理手段における好気処理手段として二つの好気処理手段（すなわち、好気槽３８及び活性汚泥処理手段５０）を直列に配置しているが、これに限定されるものではない。
【０１０６】
以下、好気処理手段の変形例（以下、第１変形例という。）を図２に基づいて説明する。図２において上述の図１に示した実施の形態と同様の要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。図２は、第１変形例に係る生物処理手段６０を示す模式図である。
【０１０７】
図示のように、第１変形例に係る生物処理手段６０は、嫌気処理手段（嫌気槽３４）と、嫌気処理手段の下流に配置される１つの好気処理手段（好気槽６２）と、を有する。
【０１０８】
第１変形例において、好気処理手段である好気槽６２は、仕切り部６２ａによって前段部６２ｂ及び後段部６２ｃに仕切られている。したがって、本変形例に係る好気処理手段（好気槽６２）によれば、前段部６２ｂにより第１段目の好気性処理を実施し、後段部６２ｃにより第２段目の好気性処理を施すことができる。したがって、仕切り部の数を増やすことで、１つの好気性処理手段によって複数段階の好気性処理を実施することが可能となる。
【０１０９】
また、上記実施の形態においては、生物処理手段は嫌気処理手段と好気処理手段とを有する構成となっているが、これに限定されるものではない。
【０１１０】
以下、生物処理手段の変形例（以下、第２変形例という。）を図３に基づいて説明する。図３において上述の図１に示した実施の形態と同様の要素には、同一の符号を付しその説明を省略する。図３は、第２変形例に係る生物処理手段８０を示す模式図である。
【０１１１】
本変形例にかかる生物処理手段８０は、嫌気槽３４（嫌気処理手段）の下流にメタン発酵槽８２（分解処理手段）が設けられ、このメタン発酵槽８２の下流に好気槽３８（第１の好気処理手段）が設けられている点において上記第１実施の形態の生物処理手段３０と異なる。
【０１１２】
メタン発酵槽８２（分解処理手段）は、嫌気性処理で得られた嫌気処理水３６（処理物）に対してメタン生成菌による分解処理を施す場となる。メタン生成菌による分解処理とは、上述のとおり、嫌気性環境下で生育する嫌気性菌の代謝作用によって、有機物をメタンガスや炭酸ガスに分解する生物処理を意味する。
【０１１３】
分解処理手段としては、嫌気処理手段同様、嫌気性固定床法、嫌気性流動床法、ＵＡＳＢ法、ＥＧＳＢ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。なお、上述の嫌気処理手段とは異なり、メタンガスを貯留するためのガスホルダや、脱硫処理装置等の付帯設備が必要となる。
【０１１４】
また、メタン生成菌による分解処理とは、絶対嫌気性菌であるメタン生成菌による分解に伴うメタンガスの発生を伴う処理であり、メタンガス生成反応を伴わず、したがって、メタンガスが発生しない嫌気性処理とは異なる処理である。
【０１１５】
メタンガスが発生しない嫌気性処理とメタン生成菌による処理の違いは、例えば、以下に示すことができる。すなわち、嫌気性処理のＨＲＴ（水理学的滞留時間）が２０時間〜１０日である一方、メタン生成菌による処理のＨＲＴは１５日〜３０日と長い。これは、メタン生成菌は増殖速度が遅く、長い滞留時間が必要であることによる。
【０１１６】
また、嫌気性処理のＯＲＰが＋５０〜−３００ｍＶである一方、メタン生成菌による処理のＯＲＰは−３３０ｍＶ以下と小さい。これは、メタン発酵とは異なり、嫌気性処理では高度な嫌気性条件は必ずしも必須でなく、上記ＯＲＰの範囲において槽内に空気が流入しても問題とはならないことによる。
【０１１７】
本変形例（第２変形例）によれば、嫌気性処理後の嫌気処理水３６に対してメタン生成菌による分解処理が施されることで、有機物の低分子化だけでなく、メタンガス化による揮発が促される。したがって、メタン生成菌による分解処理に続く好気性処理において処理すべき有機物の量を大きく低下させることができる。
【０１１８】
その結果、好気性処理後の生物処理水中のｎ−ヘキサンの分解率の大きな向上効果が得られる。
【０１１９】
（第２実施の形態）
次に、図４を参照して油脂含有排水の処理方法及び処理装置の第２実施の形態を、上記第１実施の形態と異なる部分を主に説明する。図４は本発明の第２実施の形態に係る油脂含有排水の処理装置７０の模式図である。尚、上記実施の形態と同様の構成要素には同一の符号を付することでその詳細な説明を省略する。
【０１２０】
本実施の形態に係る油脂含有排水の処理装置７０は、油脂含有排水１に鉄塩２を投入して濃縮分離処理を施すための投入・濃縮分離手段２０と、投入・濃縮分離手段２０の下流に位置して濃縮分離処理で得られた濃縮物２２に生物処理を施すための生物処理手段（生物処理槽７４）と、を備える。
【０１２１】
投入・濃縮分離手段２０については、第１実施の形態と変わるところがないのでその説明を省略する。
【０１２２】
生物処理手段３０は、上記第１実施の形態で記載したような好気性処理を実施する場となる好気性処理手段（生物処理槽７４）であって、１段階の好気性処理を行うものである。
【０１２３】
すなわち、本実施の形態においては、上記第１実施の形態と比較し、油脂分解製剤４及び／又は油脂分解微生物６を供給する供給手段を有しておらず、生物処理として１段階の好気性処理が行われるのみである点において異なる。
【実施例】
【０１２４】
以下、本発明をさらに実施例により詳細に説明する。【０１２５】
［実施例１］
ＢＯＤ（生物学的酸素要求量）＝５８０ｍｇ／Ｌ、ＳＳ＝４０８ｍｇ／Ｌ、ヘキサン抽出物質＝４００ｍｇ／Ｌの食品工場排水１（油脂含有排水１に相当）に塩化第二鉄を図４に示すＦｅ換算で１〜８００ｍｇ／Ｌの濃度で添加し、ｐＨを７．０に調整した。その後、アニオンポリマ（エバグロースＡ−１５１、水ｉｎｇ株式会社製品）を１ｍｇ／Ｌの濃度で添加し、４ｋｇ／ｃｍ２に加圧した加圧水を等量混合して浮上分離を行った。【０１２６】
次に、異なる時期に採水した食品工場排水２（油脂含有排水１に相当）を対象に同じ手順で、同様の浮上分離処理を行った。【０１２７】
食品工場排水１及び食品工場排水２のＢＯＤ、ＳＳ、ヘキサン抽出物質の値はほぼ同じである。尚、ＳＳとは、懸濁物質の意味で、水の濁りを示す指標の１つであり、水に含まれる粒子を孔径１μｍのガラス繊維ろ紙またはＭＦ膜ろ紙でろ過し、その粒子の乾物重量（ｍｇ／Ｌ）で表すものである。【０１２８】
［比較例１］
塩化第二鉄の代わりにＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）を使用し、他の操作は実施例１と同じ操作で加圧浮上処理を行った。【０１２９】
実施例１及び比較例１において、浮上分離された油脂濃縮物中のヘキサン抽出物質量の量を特定し、食品工場排水１及び２から油脂濃縮物中に回収された油分の回収率を算出した。結果を図５に示す。【０１３０】
図５は、食品工場排水に添加した凝集剤の量（それぞれ、Ｆｅ，Ａｌ換算量として、ｍｇ／Ｌ）を横軸とし、油分回収率（％）を縦軸として示したグラフである。【０１３１】
図示のように、凝集剤として塩化第二鉄を使用した場合、排水のロットに係わらず排水中に含まれる油脂成分を安定して分離回収することができた。【０１３２】
一方、凝集剤としてＰＡＣを使用した場合、食品工場排水１からの油脂成分の回収は良好であったが、食品工場排水２からの油脂成分の回収率は悪化した。【０１３３】
したがって、鉄塩が無機凝集剤として油脂含有排水に投入された場合、油脂含有排水の性状にかかわらず油脂分を安定的に濃縮し、分離することができることが確認できた。【０１３４】
［実施例２］
市販のマヨネーズとマーガリンを１：１の質量比で混合したものを油脂原料とし、これを市水に添加してヘキサン抽出物質が４００ｍｇ／Ｌとなるように調整したものを油脂含有排水の原水と想定した。【０１３５】
そして、かかる油脂含有排水（原水）に対して塩化第二鉄を鉄換算でそれぞれ１ｍｇ／Ｌ（条件（１））、２０ｍｇ／Ｌ（条件（２））、１００ｍｇ／Ｌ（条件（３））、４００ｍｇ／Ｌ（条件（４））、８００ｍｇ／Ｌ（条件（５））の濃度となるように添加し、４０倍に濃縮分離して油脂分の濃縮物（濃縮物２２に相当）を得る場合を想定して、市水に塩化第二鉄を鉄換算で４０ｍｇ／Ｌ（条件（１））、８００ｍｇ／Ｌ（条件（２））、４，０００ｍｇ／Ｌ（条件（３））、１６，０００ｍｇ／Ｌ（条件（４））、３２，０００ｍｇ／Ｌ（条件（５））の濃度でそれぞれ添加し、且つ、上記油脂原料をヘキサン抽出物質濃度が１６，０００ｍｇ／Ｌとなるようにそれぞれ添加したものを、想定される油脂分の濃縮物とした。【０１３６】
次に、条件（１）〜（５）の濃縮物に対して、１段階の生物処理手段（生物処理槽７４に相当）として２Ｌの反応容器を準備し、反応条件を３７℃、ｐＨ７．５〜８．２、溶存酸素濃度１．０ｍｇ／Ｌ、滞留時間３２０時間の設定で条件（１）〜（５）の濃縮物の連続式の生物処理（好気性処理）試験を行った。【０１３７】
［比較例２］
実施例２において油脂含有排水の原水と想定した液体（すなわち、市販のマヨネーズとマーガリンを１：１の質量比で混合したものを油脂原料とし、これを市水に添加してヘキサン抽出物質が４００ｍｇ／Ｌとなるように調整したもの）に対して塩化第二鉄を鉄換算で１ｍｇ／Ｌの濃度で添加した。【０１３８】
かかる原水に対し、１段階の生物処理手段（生物処理槽７４に相当）として２Ｌの反応容器を準備し、反応条件を３７℃、ｐＨ７．５〜８．２、溶存酸素濃度１．０ｍｇ／Ｌ、滞留時間８時間の設定で連続式の生物処理（好気性処理）試験を行った。【０１３９】
なお、滞留時間を８時間としたのは、実施例２の濃縮物のヘキサン抽出物質濃度１６，０００ｍｇ／Ｌに対して比較例２の原水のヘキサン抽出物質濃度４００ｍｇ／Ｌは１／４０であるので、実施例２に対して比較例２の反応時間も１／４０の８時間としている。【０１４０】
結果を表１に示す。【０１４１】
【表１】
2016103949.tif 000003
※1：比較例２にいう原水のヘキサン抽出物質濃度を示す。
※2：実施例２の条件(1)〜(5)の４０倍濃縮を想定した濃縮物のヘキサン抽出物質濃度を示す。
※3：比較例２においては、直接添加した鉄塩のＦｅ換算量であり、実施例２(1)〜(5)においては、濃縮物を原水レベルまで希釈（４０倍希釈）したと想定した場合の鉄塩のＦｅ換算量を示す。
※4：原水ｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）に対する、原水レベルまで濃縮物を希釈（４０倍希釈）したと想定した場合の鉄塩のＦｅ換算量の比を示す。すなわち、原水あたりのｎ−Ｈｅｘ量に対する添加された鉄塩のＦｅ換算量の比である。
※5：生物処理試験後の生物処理水のヘキサン抽出物質濃度を示す。
※6：比較例２においては、原水ｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）と生物処理水のｎ−Ｈｅｘ濃度との差分から算出されるヘキサン抽出物質の分解率であり、実施例２(1)〜(5)においては、原水ｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）（４００ｍｇ／Ｌ）と生物処理水のｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）を４０で除した値との差分から算出されるヘキサン抽出物質の分解率を示す。【０１４２】
表１に示すように、比較例２と実施例２の条件（１）は原水あたりに含まれる油脂成分あたりの鉄添加量（Ｆｅ換算量）は同等の条件で生物処理が実施されており、油脂成分を濃縮分離した実施例２の条件（１）は、比較例２に対して油脂成分の分解率が１０％向上した。【０１４３】
同じ量のヘキサン抽出物質を有する液体であっても、ヘキサン抽出物質の濃度が小さい液体はその容積が大きくなる。したがって、一定容積の槽で生物処理を同じ時間で行う場合、容積が大きい液体（すなわち、ヘキサン抽出濃度が小さい液体）は生物処理槽内での滞留時間が短くなり、容積が小さい液体（すなわち、ヘキサン抽出物質濃度が大きい液体）は生物処理槽内での滞留時間を長くとることができる。【０１４４】
さらに、上述のとおり、油脂成分は液体中で一般に固形物として存在しており、生物処理の際、油脂成分は固形物の表面から内部へと処理が進行する。したがって、生物処理の時間を長くとることができることは、油脂分の分解が進み、得られる生物処理水の水質の向上につながる。【０１４５】
すなわち、実施例２の条件（１）は、比較例２に対して油脂成分の滞留時間が長くなるのでより分解が進み、より生物処理水の浄化が進行する。【０１４６】
さらに、表１によれば、（Ｂ）／（Ａ）の比の値、すなわち、特許文献２にいう「油脂含有排水単位体積当たりの鉄の総量（段落［００２４］参照）」は、「同じ油脂含有排水単位体積当たりのノルマルヘキサン抽出物質の負荷量に対する鉄の重量比（同段落参照）」で０．００２５〜２と非常に大きい値となっており、且つ、発明者らは、実施例２の条件（１）〜（５）において、鉄塩の添加量を増量すればするほど生物処理水の処理水質が良好となることを見出した。【０１４７】
この結果は、特許文献２の「油脂含有排水単位体積当たりの鉄の総量が、同じ油脂含有排水単位体積当たりのノルマルヘキサン抽出物質の負荷量に対する重量比で３０×１０−３超となるように第１処理槽１０に鉄塩を供給しても、第１処理槽１０内の微生物汚泥の活性は、ノルマルヘキサン抽出物質の負荷量に対する重量比で１．０×１０−３以上３０×１０−３以下の範囲の場合とほとんど変わらない（同段落）」とする結果とは異なる結果である。【０１４８】
すなわち、原水あたりのノルマルヘキサン抽出物質量に対する鉄塩の質量比（Ｆｅ換算量）が１．０×１０−３を超える範囲においても、生物処理を施した場合に、鉄の総量の増加に連れて油脂分の分解効率が向上することがわかった。【０１４９】
［実施例３］
市販のマヨネーズとマーガリンを１：１の質量比で混合したものを油脂原料とし、これを市水に添加してヘキサン抽出物質が４００ｍｇ／Ｌとなるように調整したものを油脂含有排水の原水と想定した。【０１５０】
かかる油脂含有排水（原水）に塩化第二鉄を鉄換算で４００ｍｇ／Ｌとなるように添加し、４０倍に濃縮分離して濃縮物を得る場合を想定して、市水に塩化第二鉄を鉄換算で１６，０００ｍｇ／Ｌの濃度で添加し、且つ上記油脂原料をヘキサン抽出物質濃度が１６，０００ｍｇ／Ｌとなるように添加したものを、想定される油脂分の濃縮物（条件（６））とした。【０１５１】
また、条件（６）と同じ鉄含量、同じ油脂含量及び同じ濃縮倍率の濃縮物であって、油脂含有排水（原水）あたり２００ｍｇ−ＳＳ／Ｌの濃度で油脂分解微生物を添加することを想定して、市水に塩化第二鉄を鉄換算で１６，０００ｍｇ／Ｌの濃度で、上記油脂原料をヘキサン抽出物質として１６，０００ｍｇ／Ｌの濃度で、実施例２の条件（４）で得られた生物処理槽の汚泥を８，０００−ＳＳ／Ｌの濃度でそれぞれ添加したものを油脂分の濃縮物（条件（７））とした。【０１５２】
生物処理槽として０．６Ｌの反応容器と１．４Ｌの反応容器を準備し、それぞれ順に嫌気性処理に用いる嫌気槽（嫌気処理手段）、１段階の好気性処理に用いる好気槽（後期処理手段）とした。嫌気槽の反応条件を３７℃、ｐＨ７．５〜８．５、滞留時間９６時間の設定とし、好気槽の反応条件を３７℃、ｐＨ７．５〜８．２、溶存酸素濃度１．０ｍｇ／Ｌ、滞留時間２２４時間の設定で油脂濃縮物の連続処理試験を行った。【０１５３】
［比較例３］
実施例３の油脂濃縮物を調整する際に使用する鉄塩をＰＡＣに変更し、ＰＡＣの添加濃度は油脂含有排水（原水）あたりＡｌ換算で４００ｍｇ／Ｌの条件で添加し、４０倍に濃縮分離して濃縮物を得る場合を想定して、市水に塩化第二鉄を鉄換算で１６，０００ｍｇ／Ｌの濃度で添加したものを、想定される油脂分の濃縮物（比較例３）とした。【０１５４】
その他の条件は実施例３の条件（６）に記載した油脂濃縮物の調整手順と同様にして油脂濃縮物の調整をおこなった。比較例３の油脂濃縮物についても、実施例３と同様の油脂濃縮物の生物処理試験を行った。【０１５５】
表２に実施例３及び比較例３の試験条件を示し、表３に実施例３及び比較例３の生物処理試験の結果を示す。【０１５６】
【表２】
2016103949.tif 000004
【０１５７】
【表３】
2016103949.tif 000005
※7：油脂含有排水（原水）のヘキサン抽出物濃度を示す。
※8：４０倍濃縮を想定した油脂濃縮物のヘキサン抽出物質濃度を示す。
※9：油脂濃縮物を４０倍希釈した場合の鉄塩のＦｅ換算量を示す。
※10：油脂濃縮物を４０倍希釈した場合のＰＡＣのＡｌ換算量を示す。
※11：嫌気槽での嫌気性処理により得られた嫌気処理水のヘキサン抽出物濃度を示す。
※12：嫌気処理水に対して好気槽にて好気性処理を施し、得られた生物処理水のヘキサン抽出物濃度を示す。
※13：油脂含有排水（原水）ｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）と生物処理水のｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）を４０で除した値との差分から算出されるヘキサン抽出物質の分解率を示す。【０１５８】
表１と表３の比較から理解されるように、実施例２−（４）と比較して実施例３−（６）は生物処理の前半に嫌気性処理を導入すると、油脂成分の分解率を２％向上させることができた。【０１５９】
また、実施例２−（４）では、表には記していないが、生物処理中に好気槽の上部に未分解の油分が浮上する、油脂残渣が発生するといったトラブルが散見されていた。しかし、実施例３−（６）は、嫌気性処理を導入することで油脂残渣が発生することなく安定した処理が可能となることを示すことができた。【０１６０】
従来、特許文献１の従来技術のように、濃縮した油脂成分に対して直接曝気処理（好気性処理）を施すと、かかる曝気処理に起因して未分解の油脂が処理の過程で油脂残渣を形成するという不具合が存在していた。かかる油脂残渣としては、例えばオイルボールがあり、油脂残渣は分解し難いため、分解処理に非常に時間がかかっていた。本発明によれば、油脂分の濃縮物に対して好気性処理に先だって嫌気性処理が行われることで、油脂分の濃縮物に対していきなり好気性処理を行う場合と比較して濃縮物中の油脂分を効果的に分解することができる。【０１６１】
さらに、実施例３−（６）と実施例３−（７）とを比較すると、油脂濃縮物の調整時に生物処理槽で馴致された汚泥を油脂分解微生物として添加することで、油脂成分の分解率を７％向上させることができた（表３参照）。すなわち、生物処理において油脂分解微生物によるさらなる油脂分解効果が得られ、濃縮分離後の濃縮物に対する生物処理の処理効率をさらに高めることができた。【０１６２】
そのうえ、実施例３−（７）と比較例３との比較から、凝集剤を鉄分からＰＡＣに変更すると油脂成分の分解率が２３％減少することがわかる。【０１６３】
以下、比較例３及び実施例３−（７）の区分で実施した連続式の生物処理試験において、生物処理手段のうち嫌気槽（嫌気処理手段）から採取した油脂濃縮物を薄層クロマトグラフによる組成分析を行った結果を表４に示す。【０１６４】
【表４】
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【０１６５】
表４に示すように、比較例では未分解の油分であるトリグリセロールが全油脂成分中に占める割合が４６．９％であるのに対し、実施例では全油脂成分中に占めるトリグリセロールの割合は２．０％と少なく、加水分解が促進することが示された。このように油脂の濃縮分離で使用する凝集剤として鉄塩を使用することで、生物処理工程における油脂の加水分解が促進し、油脂の分解率が向上することが示された。【０１６６】
［比較例４］
市販のマヨネーズとマーガリンを１：１の質量比で混合したものを油脂原料とし、これを市水に添加してヘキサン抽出物質が５００ｍｇ／Ｌとなるように調整したものを油脂含有排水の原水と想定した。【０１６７】
かかる油脂含有排水（原水）に対して、塩化第二鉄を鉄換算で１ｍｇ／Ｌの濃度で添加し、そのまま生物処理を施した。すなわち、比較例４は鉄塩を投入することによる油脂分の濃縮分離を行わず、特許文献２のような生物処理工程にのみ鉄塩を添加した場合を想定したものである。【０１６８】
生物処理に用いる生物処理槽としては２Ｌの反応容器を準備し、反応条件を３７℃、ｐＨ７．５〜８．２、溶存酸素濃度１．０ｍｇ／Ｌ、初期汚泥濃度５，０００ｍｇ／Ｌの設定で原水の回分処理試験を行った。【０１６９】
結果を図６に示す。図６は、比較例４の油脂含有排水（原水）の回分式生物処理試験の結果を示す図である。図示のように、試験開始後６時間で試験開始時に含まれていた油脂成分の６８％相当が速やかに分解し、その後、油脂成分の分解速度は顕著に遅くなり、８４時間の処理試験終了時点で、初期投入分の１０％に相当する油脂成分が残存した。このように、未濃縮の油脂含有排水（原水）の生物処理では鉄分を添加したとしても生物処理の中盤〜後半には油脂成分の分解速度が低下した。【０１７０】
これは、好気性の生物処理条件の下、分解すべき油脂成分のうち一部が好気性処理（曝気処理）に起因して油脂残渣を形成してしまい、その油脂残渣が生物処理の中盤〜後半においても分解されずに残留したことが伺える。【０１７１】
［実施例４］
市販のマヨネーズとマーガリンを１：１の質量比で混合したものを油脂原料とし、これを市水に添加してヘキサン抽出物質が４００ｍｇ／Ｌとなるように調整したものを油脂含有排水の原水と想定した。【０１７２】
かかる油脂含有排水（原水）に油脂分解微生物を２００ｍｇ−ＳＳ／Ｌ の濃度で添加し、更に塩化第二鉄を鉄換算で４００ｍｇ／Ｌとなるように添加後、４０倍に濃縮分離して濃縮物を得る場合を想定して、市水に実施例２の条件（４）で得られた生物処理槽の汚泥及び塩化第二鉄を鉄換算でそれぞれ８，０００−ＳＳ／Ｌ及び１６，０００ｍｇ／Ｌの濃度で添加し、且つ上記油脂原料をヘキサン抽出物質濃度が１６，０００ｍｇ／Ｌとなるように添加したものを、想定される油脂分の濃縮物とした。【０１７３】
生物処理槽として、０．６Ｌ、３．０Ｌおよび１．０Ｌの反応容器を準備し、それぞれ順に嫌気性処理に用いる嫌気槽（嫌気処理手段）、メタン生成菌による分解処理に用いるメタン発酵槽（分解処理手段）および１段階の好気性処理に用いる好気槽（好気処理手段）とした。嫌気槽の反応条件は４５℃、ｐＨ７．５〜８．５、滞留時間９６時間の設定とし、メタン発酵槽の反応条件は５５℃、ｐＨ７．０〜８．０、滞留時間３６０時間の設定とし、好気槽の反応条件は５０〜５５℃、ｐＨ７．５〜８．２、溶存酸素濃度１．０ｍｇ／Ｌ、滞留時間１２０時間の設定として、油脂濃縮物の連続処理試験を行った。【０１７４】
［実施例５］
嫌気性処理を行わないことを除き、実施例４と同様の試験を行った。【０１７５】
すなわち、生物処理槽として３．０Ｌ及び１．０Lの反応容器を準備し、それぞれ順にメタン発酵槽（分解処理手段）、１段階の好気性処理に用いる好気槽（好気処理手段）とした。メタン発酵槽の反応条件は５５℃、ｐＨ７．０〜８．０、滞留時間４５６時間の設定とし、好気槽の反応条件は５０〜５５℃、ｐＨ７．５〜８．２、溶存酸素濃度１．０ｍｇ／Ｌ、滞留時間１２０時間の設定で油脂濃縮物の連続処理試験を行った。【０１７６】
メタン発酵槽の滞留時間を４５６時間としたのは、全体の生物処理の時間を実施例４の条件と合わせるためである。その他の条件は実施例４と同様に行った。【０１７７】
［比較例５］
塩化第二鉄に代えてＰＡＣを用いることを除き、実施例４と同様の試験を行った。【０１７８】
すなわち、市水に実施例２の条件（４）で得られた生物処理槽の汚泥を８，０００−ＳＳ／Ｌの濃度で添加し、ＰＡＣを製品ベースで１６，０００ｍｇ／Ｌの濃度で添加し、且つ上記油脂原料をヘキサン抽出物質濃度が１６，０００ｍｇ／Ｌとなるように添加したものを、油脂分の濃縮物として試験に使用した。その他の条件は実施例４と同様に行った。【０１７９】
実施例４〜５および比較例５において、処理水の水質が安定した後、嫌気性処理後の嫌気処理水、メタン生成菌による分解処理後の分解処理水および好気性処理後の生物処理水について、ヘキサン抽出物質濃度を測定し、ヘキサン抽出物質の分解率（ｎ−Ｈｅｘ分解率）を算出した。【０１８０】
表５に実施例４〜５および比較例５の試験条件を示し、表６に実施例４〜５および比較例５の連続処理試験の結果を示す。【０１８１】
【表５】
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※14：実施例２の条件（４）で得られた生物処理槽の汚泥を示す。【０１８２】
【表６】
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※15：油脂含有排水（原水）ｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）と嫌気処理水、分解処理水、生物処理水のそれぞれのｎ−Ｈｅｘ濃度（ｍｇ／Ｌ）を４０で除した値との差分から算出されるヘキサン抽出物質の分解率を示す。
※16：ＰＡＣ等の従来の無機凝集剤で回収した油脂濃縮物において、油脂成分が密に固まった粒状物を形成し、生物処理における反応性が著しく低下する結果、そのまま粒状物の形状で処理水に分散した状態をいう。【０１８３】
表５および表６の実施例４に示すように、油脂含有排水（原水）に油脂分解微生物および鉄塩を添加して得られた濃縮物を想定したものに、生物処理としての嫌気性処理および好気性処理の間にメタン発酵処理（分解処理）が施された場合、好気性処理後の生物処理水は９５％と高いヘキサン抽出物質の分解率が示された。【０１８４】
また、実施例５に示すように、生物処理にメタン発酵処理（分解処理）を導入した場合であっても、嫌気性処理を行わない場合には生物処理水のヘキサン抽出物質の分解率は７６％と実施例４よりも低い結果となった。【０１８５】
さらに、嫌気性処理を行わずに従来の嫌気性消化（メタン生成菌による分解処理）と好気性処理を行った場合には、嫌気性消化阻害の症状が観察された。【０１８６】
また、比較例５に示すように、嫌気性処理に加えて従来の嫌気性消化（メタン生成菌による分解処理）が施された場合であっても、鉄塩が添加されない場合には、生物処理水のヘキサン抽出物質の分解率は７０％と実施例４と比べて低いままであった。さらに、凝集剤としてＦｅに代えてＰＡＣを添加した比較例５では、実施例４と比べて生物処理水中での油脂の分散が悪いものとなっていた。
【符号の説明】
【０１８７】
１  油脂含有排水
２  鉄塩
４  油脂分解製剤
６  油脂分解微生物
１０、７０  油脂含有排水の処理装置
１５  供給手段
２０  投入・濃縮分離手段
２２  濃縮物
２４  濃縮分離槽（濃縮分離手段）
２６  投入手段
３０、８０  生物処理手段
３４  嫌気槽（嫌気処理手段）
３８、６２  好気槽（好気処理手段）
５０  活性汚泥処理手段（好気処理手段）
７４  生物処理槽（生物処理手段）
８２  メタン発酵槽（分解処理手段）
【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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【国際調査報告】
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