(57)【要約】  【課題】  食品工場の排水中に含まれる油脂スカムを水分の含有量が少ない脱水ケーキにする。  【解決手段】  油脂を含む排水中の油脂スカムを処理するのに当って、油脂を含む排水を処理槽１２に導き、ここで水酸化ナトリウム等の鹸化剤を添加した後に、あるいは鹸化剤を添加することなく水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等のアリカル土金属の水酸化物を添加し、これによって油脂スカムを水に不溶または微溶な金属石鹸に変換し、この金属石鹸を脱水して脱水ケーキにする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法において、
水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物を油脂と反応させて水に不溶または微溶な金属石鹸を生成し、該金属石鹸を脱水することを特徴とする油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法。
【請求項２】
油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法において、
鹸化剤を添加して油脂を水溶性石鹸とするとともに、水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させて金属を置換して水に不溶または微溶な金属石鹸に変換し、該金属石鹸を脱水することを特徴とする油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法。
【請求項３】
前記金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等のアルカリ土金属の水酸化物であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法。
【請求項４】
前記鹸化剤が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物であることを特徴とする請求項２に記載の油脂を含む排水中のスカムの処理方法。
【請求項５】
脱水機によって水に不溶または微溶な金属石鹸を脱水することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法。
【請求項６】
油脂を含む排水を水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させて水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する反応槽と、
前記反応槽で生成された金属石鹸を脱水する脱水手段と、
を具備する油脂を含む排水中の油脂スカムの処理装置。
【請求項７】
油脂を含む排水に鹸化剤を添加して油脂を水溶性石鹸とするとともに、水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させて金属を置換して水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する反応槽と、
前記反応槽で生成された金属石鹸を脱水する脱水手段と、
を具備する油脂を含む排水中の油脂スカムの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法および処理装置に係り、とくに食品工場より排出される排水であって動植物性油脂を含むスカムの処理に用いて好適な油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法および処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より食品工場から排出される動植物性油脂（廃油）の処理は、異物や水分等の混入が少ない場合には、種々の加工技術によって再生され、固形石鹸の原料として用いられたり、燃料の代替物として応用されている。
【０００３】
ところが工場施設の洗滌工程で排出されかつ動植物油を含む浮上スカムは、工場排水とともに排出される。このような浮上スカムを含む排水は、カスや洗剤等の異物あるいは水分を含むために、処理が非常に困難になっている。一般には専門業者がバキューム回収し、産業廃棄物として処理するか、工場内にとくに設置された加圧浮上処理設備および脱水処理設備等によって脱水ケーキにし、産業廃棄物として処分するのが一般的である。
【０００４】
すなわち従来食品工場等から排出される排水には、洗滌等で流出した浮上スカムが含まれ、このような浮上スカムを含む排水はピットや原水槽等に滞留される。この浮上スカムは腐敗して悪臭を発生するとともに、エマルジョンまたはオイルボールとなって、排水処理設備に流入する。従って活性汚泥法等の水処理に対して悪影響を及す。
【０００５】
そこで上述のような浮上スカムを油分離槽等によって分離し、産業廃棄物としてバキューム回収するか、排水とともに加圧浮上処理を行なって凝集汚泥とし、脱水機によって脱水ケーキとする方法が一般的に採用されていた。
【０００６】
油分離槽で分離されかつバキューム回収されるスカムは、多量の水や異物を含む。すなわち水や異物の量が１５〜５０重量％に達するために、その分バキューム回収の量が多くなり、回収のための費用がかかる。また季節によって温度に応じて固体であったり、液体であったりするために、回収が困難な場合を生ずる。またスカムは長時間水等と接触することによって、腐敗が進行し、悪臭を発生するために、公害問題にもなる。
【０００７】
一方加圧浮上法は、硫酸バン土（硫酸アルミニウム）等の凝集剤や中和剤（苛性ソーダ）、高分子凝集剤等の薬品を添加して凝集汚泥にする。この凝集汚泥は、フロックが弱く、微細になために、そのままでは脱水機で脱水処理ができないために、さらに凝集剤や高分子凝集剤を添加し、脱水ケーキとして処分していた。
【０００８】
このように動植物性油脂を含む浮上スカムの処理は、バキューム回収や加圧浮上−脱水処理の何れの場合にも多くの問題点を内蔵し、さらに処理物の再利用等も非常に困難であった。
【０００９】
また浮上スカムはバキューム回収した場合でも、産業廃棄物業者が経済性等を考慮し、運搬のために大きな容器、例えばバキューム車を必要とするとともに、内部洗滌が困難なことから、上記の浮上スカムを運搬するために専用車を用いなければならない問題があった。よって回収までに通常１週間以上放置することになり、腐敗による悪臭の発生と、水にエマルジョンとして溶解し、排水処理設備（一般的には標準活性汚泥法）に多大な影響を与える問題があった。
【００１０】
浮上スカムを加圧浮上処理し、脱水処理して脱水ケーキとした場合には、加圧浮上処理設備が必要になるとともに、添加するアルミ系の凝集剤や中和剤、高分子凝集剤等が多量に必要となる。既存工場内に上記の加圧浮上処理設備を追加することは、非常に困難であって、根本的な改造や改修工事を検討しなければならない。また加圧浮上処理設備は運転管理が難しく専任者を必要とする欠点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本願発明の課題は、油脂を含む排水中の油脂スカムの効率的かつ合理的な処理方法およびそのための処理装置を提供することである。
【００１２】
本願発明の別の課題は、排水中の油脂スカムを水に不溶または微溶な金属石鹸に変換して処理する方法および装置を提供することである。
【００１３】
本願発明のさらに別の課題は、排水中の油脂スカムに含まれる水分の割合を従来の方法よりも少なくするようにした油脂スカムの処理方法および処理装置を提供することである
。
【００１４】
本願発明のさらに別の課題は、処理された油脂スカムを専用の車両ではなく通常の車両で一括して処理することが可能な処理方法および処理装置を提供することである。
【００１５】
本願発明のさらに別の課題は、安価な薬品を比較的少量用いてしかも効率的に油脂スカムを処理することが可能な処理方法および処理装置を提供することである。
【００１６】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる発明の技術思想、実施の態様、および実施例によって明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願の主要な発明は、油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法において、
水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物を油脂と反応させて水に不溶または微溶な金属石鹸を生成し、該金属石鹸を脱水することを特徴とする油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法に関するものである。
【００１８】
本願の別の主要な発明は、油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法において、
鹸化剤を添加して油脂を水溶性石鹸とするとともに、水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させて金属を置換して水に不溶または微溶な金属石鹸に変換し、該金属石鹸を脱水することを特徴とする油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法に関するものである。
【００１９】
これらの発明において、前記金属水酸化物が水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等のアルカリ土金属の水酸化物であってよい。また前記鹸化剤が水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物であってよい。また脱水機によって水に不溶または微溶な金属石鹸を脱水してよい。
【００２０】
処理装置に関する発明は、油脂を含む排水を水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させて水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する反応槽と、
前記反応槽で生成された金属石鹸を脱水する脱水手段と、
を具備する油脂を含む排水中の油脂スカムの処理装置に関するものである。
【００２１】
処理装置に関する別の発明は、油脂を含む排水に鹸化剤を添加して油脂を水溶性石鹸とするとともに、水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させて金属を置換して水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する反応槽と、
前記反応槽で生成された金属石鹸を脱水する脱水手段と、
を具備する油脂を含む排水中の油脂スカムの処理装置に関するものである。
【発明の効果】
【００２２】
本願の主要な発明は、油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法において、水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物を油脂と反応させて水に不溶または微溶な金属石鹸を生成し、該金属石鹸を脱水するようにしたものである。
【００２３】
従ってこのような処理方法によれば、排水中の油脂スカムが金属水酸化物と反応して水に不溶または微溶な金属石鹸を生成することになり、このような金属石鹸を脱水することによって、含水率が低い脱水ケーキを得ることができ、その処理が容易になる。
【００２４】
本願の別の主要な発明は、油脂を含む排水中の油脂スカムの処理方法において、鹸化剤を添加して油脂を水溶性石鹸とするとともに、水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させて金属を置換して水に不溶または微溶な金属石鹸に変換し、該金属石鹸を脱水するようにしたものである。
【００２５】
従ってこのような処理方法によれば、排水中の油脂スカムが鹸化剤と反応して石鹸を生成し、しかもこの石鹸の金属が金属水酸化物の金属と置換されて水に不溶または微溶な金属石鹸に変換される。従ってこのような金属石鹸を脱水することによって、含水率の低い脱水ケーキが得られ、その処理が非常に容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本願発明の一実施の形態は、食品工場等の工場排水の原水ピット、原水槽等に浮遊したスカムを反応槽に導き、同時に水酸化ナトリウムや水酸化カリウム、水酸化カルシウム、炭酸マグネシウム、塩化第２鉄等の鹸化剤および中性下またはアルカリ性下で水に不溶解性の金属水酸化物を含む化合物を添加し、撹拌反応後に、水に不溶あるいは微溶な金属石鹸を生成することを要旨とする。
【００２７】
すなわち本願発明の好ましい態様は、食品工場から排出された浮上スカムを安価な薬品を使用し、常温、常圧下で反応させ、不溶性の金属石鹸を生成するものである。本願発明で生成した金属石鹸は粗大なフロックであって、粘着性が少なく、水に不溶性であることから、一般的汚泥脱水機によって脱水処理を行なうことが可能である。
【００２８】
また本願発明の方法によって得られた脱水ケーキは、他の汚泥や木材チップ等の資材と混合し、発酵等の適当な処理を加えることによって、肥料としても利用可能である。
【００２９】
本願発明の好ましい形態をより詳細に説明するに、異物や水分を含む液体あるいは固体の動物油を含むスカムを、金属水酸化物単独と反応させるか、鹸化剤と水に不溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物の併用によって、水に不溶解な金属石鹸を生成し、直接あるいは汚泥と混合して脱水を行なうようにした処理方法およびそのための装置に関する。
【００３０】
ここで水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物としては、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム、鉄、マンガン等の水酸化物が好適に用いられ、とくに水酸化カルシウム、水酸化マグネシウムが好適に利用される。これに対して鹸化剤としては、アルカリ金属の水酸化物であってよく、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムが好適に用いられる。
【００３１】
排水中に含まれる油脂が植物油が主体である場合や、動物油であっても加水分解が進んだスカムの場合には、鹸化剤を用いることなく直接水に不溶または微溶な金属石鹸を生成する金属水酸化物と反応させる。すなわち上述のようなスカムを水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等のアルカリ土金属の水酸化物に直接反応させる。これによってカルシウム石鹸やマグネシウム石鹸等の水に不溶または微溶な金属石鹸が生成される。
【００３２】
式１は水酸化カルシウムと排水中の浮上スカムの脂肪との反応によってカルシウム石鹸を生成するときの反応式を示している。また式２は水酸化マグネシウムを排水中の脂肪と反応させたときの状態を示しており、脂肪からマグネシウム石鹸を生成する反応式を示している。
【００３３】
【化１】
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【化２】
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【００３４】
排水中に含まれる油脂がラード等の動物性油脂が主体である場合には、上述の水酸化カルシウムや水酸化マグネシウムを直接添加しても、不溶性金属石鹸が生成し難い。そこでこのようなスカムについては、まず水酸化ナトリウムや水酸化カリウム等のアルカリ金属の中和物によって鹸化を行ない、ナトリウム石鹸やカリウム石鹸を生成する。そしてその後にアリカリ土金属の水酸化物を添加し、不溶性金属石鹸を生成する。
【００３５】
式３はまず水酸化ナトリウムによって脂肪を鹸化してナトリウム石鹸を生成し、この後に水酸化カルシウムを添加反応させてナトリウム石鹸中のナトリウムをカルシウムに置換し、これによってカルシウム石鹸を生成する反応式を示している。
【００３６】
【化３】
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【００３７】
なお水酸化ナトリウムや水酸化カリウムによって鹸化した後に、上記のナトリウムやカリウムのようなアルカリ金属を置換する第２の方法の場合には、アルミニウム石鹸、鉄石鹸、マンガン石鹸等を生成することも可能である。
【００３８】
図１はこのような処理方法に用いられる処理装置のブロック図を示しており、この処理装置は食品工場等から排出される排水を貯溜しておく油脂貯溜槽１０を備え、この油脂貯溜槽１０の下流側に反応槽１２が設けられる。反応槽１２は撹拌翼１３を備え、モータ１４によって駆動されて撹拌が行なわれる。従って上記油脂貯溜槽１０から供給された排水であって油脂スカムを含む排水をこの反応槽１２内において水、鹸化剤、中和剤、金属酸化物等を添加しながら撹拌反応させる。
【００３９】
このようにして反応槽１２内において反応させ、水に対して不溶あるいは微溶な金属石鹸を生成したならば、このような金属石鹸を含む排水をポンプ１６によって多重円板式脱水機２０に導き、ここで脱水して排水と金属石鹸とに分離する。なおこのときに他の汚泥を混合してもよい。そして脱水された後の脱水ケーキ２４はケーキ受け２３によって受けられる。このような脱水ケーキ２４は産業廃棄物として処理されるか、あるいはまた各種の再利用のための原料として用いられる。なお脱水機２０で発生した浄液あるいは脱水濾液は調整槽２５に導かれ、ここで他の排水とともに水処理が行なわれる。
【００４０】
上述のような実施の形態によると、浮上スカムを連続式あるいは回分式で速やかに処理することが可能になるとともに、腐敗による悪臭の発生を低減することが可能になる。また生成した不溶性金属石鹸自体は石鹸臭であって悪臭を発生しないために、長期間の保存も可能になる。
【００４１】
また水酸化カルシウムや水酸化マグネシウム等と油脂との反応によって得られる不溶性あるいは微溶性の金属石鹸は、水分を含み難い性質があるために、自然放置であっても脱水効果を有し、脱水機による脱水処理で減容化および減量化が一層図られる。よって産業廃棄物業者による脱水ケーキの処理も、従来の脱水ケーキとともに、コンテナトラック等で一括処分が可能になり、従来のように専用のバキューム車が不要になる。
【００４２】
また加圧浮上処理に必要な設備費および薬品の使用量が従来は浮上スカム処理のネックになっていたが、本発明によれば、設備費や薬品使用量がともに大幅に圧縮低減される。すなわちモデルケースにおいて試算したところ、設備費において約１／２になり、薬品使用量においては約１／３程度に低減できる。またその他の動力費や人件費も低減できる。さらに本願発明による方法で生成した金属石鹸は、他の汚泥や資材とともに、改質処理を行なうことによって、肥料化が可能になり、再利用の可能性を有している。
【実施例】
【００４３】
実施例１
惣菜工場の油分離槽から採取した浮上スカム１００重量部に対して水で分散溶解した水酸化カルシウム７重量％を添加して撹拌したところ、そして５分以内で不溶性スラッジと水とに分離した。このスラッジを多重円板型脱水機２０によって脱水処理した結果、脱水ケーキが得られた。この脱水ケーキの含水率が３０％以下であることが確認された。
【００４４】
実施例２
ハム工場の冬は固体化する浮上スカムを１００重量部に対し、水に溶解した水酸化ナトリウム１０重量％添加して撹拌した。次に水で分散、溶解した水酸化カルシウム１０重量％と、水で分散溶解した炭酸マグネシウム２重量％を添加して撹拌した。次に水に溶解した７０％の硫酸液を添加し、中性〜弱アルカリ性で中和してスラッジを得た。このスラッジをベルトプレス型脱水機によって脱水したところ、脱水ケーキ中の含水率が３５％であった。
【００４５】
実施例３
市販のラード１００重量部に対し、水に溶解した水酸化ナトリウム１０重量％を添加して撹拌した。１０時間以上撹拌した後に、水１００重量％、水に分散溶解した水酸化カルシウム２０重量％、同じく水に分散溶解した炭酸マグネシウム２重量％を添加して撹拌した。次に水に溶解した７０％の硫酸液を添加し、中性〜弱アルカリ性まで中和した。このようなスラッジを多重円板型脱水機によって脱水した結果、脱水ケーキの含水率が５５％になった。
【００４６】
以上本願発明を実施の形態および実施例によって説明したが、本願発明は上記実施の形態および実施例によって限定されることなく、本願に含まれる発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば使用される金属水酸化物や鹸化剤は、上記実施例によって限定されない。また処理する排水中の油脂の種類についても、各種の油脂に広く適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本願発明は、食品工場等から排出される排水であって、とくに油脂を含む排水の処理に広範に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態の油脂スカムの処理装置を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  油脂貯溜槽
１２  反応槽
１３  撹拌翼
１４  モータ
１６  ポンプ
２０  多重円板型脱水機
２３  ケーキ受け
２４  脱水ケーキ
２５  調整槽
【図１】
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