(57)【要約】【課題】  簡単な装置構成でありながら、油脂阻集器にて阻集された油脂類を効率よく分解処理し、定期的な油脂類の除去作業を不要にすること。【解決手段】  阻集器１の第１室３、第２室４、第３室５に設置された曝気配管７はオゾン発生装置１０に接続されており、各室にオゾンを含んだ空気が曝気される。このオゾンにより汚水中の油脂を低分子化して−ＣＯＯＨなどの親水性基を生じさせる。厨房排水のようにＮａイオンが含まれる汚水の場合、油脂のカルボキシル基のＨがＮａに置換されて石鹸化するので、油脂を効率よく分解処理して排出でき、定期的な油脂の除去作業を不要にする。石鹸は排出後においても害がない。オゾンの脱臭作用や殺菌作用で悪臭や雑菌の繁殖なども防止できる。既設の阻集器１にオゾン発生装置１０と曝気配管７を追加するだけでよく、装置構成は複雑化しないし、制御も単純である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂阻集器の汚水中にオゾンを供給することを特徴とする含油脂汚水の処理方法。
【請求項２】
請求項１記載の含油脂汚水の処理方法において、
前記オゾンの供給は、オゾンを含む空気による曝気によって行われることを特徴とする含油脂汚水の処理方法。
【請求項３】
請求項２記載の含油脂汚水の処理方法において、
前記曝気される空気のオゾン濃度が５〜５０ｐｐｍであることを特徴とする含油脂汚水の処理方法。
【請求項４】
油脂阻集器と、
該油脂阻集器内の汚水中に気体を吐出するための吐出手段と、
該吐出手段にオゾンを含む空気を供給するオゾン供給手段と
を備えたことを特徴とする含油脂汚水処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油脂阻集器における汚水処理の技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
例えばホテル、旅館、レストラン等の業務用の厨房等の排水には、多量の油脂類が含まれており、そのまま排出するのは好ましくないから、グリーストラップと呼ばれる阻集器の設置が義務づけられている。阻集器によって油脂類を除かれた排水は公共下水道に排出され、阻集された油脂類は、例えばバキュームにより定期的に阻集器から除去して処理されることになっている。
【０００３】
しかし、阻集器の清掃は極めて汚く煩わしい作業のため、適切な周期での除去が行なわれず、阻集された油脂類が長期にわたって阻集器内に滞留しがちである。滞留した油脂類は、悪臭を生じたり雑菌を繁殖させたりするので不衛生となるだけでなく、排水とともに排出されて排水管の目詰まりや河川の汚染の原因となることもある。
【０００４】
阻集器内に長期滞留して半ば固体状になった浮上堆積油脂は処理が困難であり、例えば特開平１０−２９６２９４号公報（特許文献１）に開示される技術をはじめとして様々な技術が提案されているが、未だに改善の余地があった。
【特許文献１】特開平１０−２９６２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術は、阻集装置内に投入した微生物により油脂類を資化・分解させて油脂類を分解処理する際に、曝気する空気量を変化させることができるエアレーションのための手段、処理すべき排水にほぼ一定温度の水を添加するための手段又は処理すべき排水にカチオン界面活性剤を添加するための手段のいずれか１つを備えるのであるが、微生物の投入を必須とするので、装置構成が複雑化し、また制御も単純ではなかった。
【０００６】
本発明は、簡単な装置構成でありながら、油脂阻集器にて阻集された油脂類を効率よく分解処理し、定期的な油脂類の除去作業を不要にすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の含油脂汚水の処理方法は、油脂阻集器の汚水中にオゾンを供給することを特徴としている。
下水処理などで主に脱臭を目的としてオゾンが用いられることがあるが、本発明は従来知られているオゾンの用法とは全く異なり、阻集器内の油脂を低分子化するために用いられる。
【０００８】
一般的に油脂とは、１つのグリセリンと３つの脂肪酸がエステル結合したトリグリセリド（中性脂肪）が多数集まった混合物である。
厨房排水のための阻集器の場合、流入してくる油脂には菜種油、オリーブ油などの植物性油脂もあれば、豚脂、牛脂、魚脂、バターなどの動物性油脂もある。実質はこれらが複雑に入り交じっているが、汚水に含まれて阻集器に流入してくる食用の油脂を構成する多くは、オレイン酸と考えて差し支えない。そこで、オレイン酸を代表例として、本発明におけるオゾンの作用を説明する。
【０００９】
オレイン酸は下記に示す構造であり、二重結合を持った不飽和脂肪酸である。
【００１０】
【化１】
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【００１１】
これにオゾンを反応させると、二重結合部でオゾニド（オゾン化合物）と呼ばれる構造中間体を形成する。
【００１２】
【化２】
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【００１３】
このオゾニドは二次分解して、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＨＯなどの親水性基へと変化する。つまり、二重結合を開裂して親水性基を形成する。これにより油脂が低分子化され、しかも親水性基により水溶性質になるため、汚水がサラサラ状態になる。
【００１４】
しかも、オゾンの作用はこれだけにとどまらない。
オレイン酸にて例示したとおり脂肪酸にはカルボキシル基があり、上述のように低分子化された際にもカルボキシル基が生成される。これらを一般式で示すと、下記の化学式３の通りである。
【００１５】
また、厨房排水等には、主に食塩に由来するナトリウムイオンが多量に含まれている。そして、このカルボキシル基にオゾンが作用すると、同基のＯＨの結合を緩化すると共に、そのＨと汚水中のＮａイオンとの置換を促進させる。その結果、化学式３に示すように脂肪酸は速やかに脂肪酸ナトリウム、すなわち石鹸に変性する。この際にＮａと置換されたＨはＯＨ基として水中に留まり、その一部はＮａイオンと結合して水酸化ナトリウムとなって上記の石鹸化を助ける。
【００１６】
【化３】
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【００１７】
言うまでもないが石鹸は水になじんで汚水と共に排出されるから、汚水中の油脂が阻集器に停滞して蓄積するのを防止する。
それのみならず、既に阻集器内に長期滞留して半ば固体状になった浮上堆積油脂の分塊処理においてきわめて有効な働きをする。すなわち、浮上堆積油脂の下側部分は汚水に接しているので、この表面部分において上述の石鹸化が行われ、石鹸が汚水中に溶け出す。この石鹸が界面活性剤として浮上堆積油脂に作用して、これを汚水中に溶け出させる。汚水中に溶け出た油脂は石鹸化されて、さらに後続の油脂の溶け出しを促す。つまり、浮上堆積油脂が次々と石鹸化して、浮上堆積油脂が自己崩壊するごとく分塊される。従って、阻集器内に浮上堆積油脂があっても、これを効率よく溶解させて石鹸として排出する。
【００１８】
請求項１記載の含油脂汚水の処理方法によれば、油脂阻集器の汚水中にオゾンを供給するだけで、油脂の不飽和結合を開裂して低分子化して、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＨＯなどの親水性基を生じさせるので、油脂が阻集器内に滞留するのを防止するから、阻集された油脂が長期にわたって阻集器内に滞留して、悪臭を生じたり雑菌を繁殖させたりする防止でき、また浮上堆積油脂が汚水とともに排出されて排水管の目詰まりや河川の汚染の原因となるのも防止する。阻集器内に油脂が長期滞留しないから定期的な油脂類の除去作業は不要になる。
【００１９】
しかも、厨房排水のようにＮａイオンが比較的多量に含まれる汚水の場合、不飽和結合の開裂で生じたカルボキシル基や油脂のカルボキシル基のＨがＮａに置換されて石鹸化するので、油脂阻集器にて阻集された油脂を効率よく分解処理して排出できる。この石鹸化の作用は浮上堆積油脂を効率よく溶解させて排出するので、定期的な浮上堆積油脂の除去作業を不要にする。
【００２０】
また、公知のようにオゾンには脱臭作用や殺菌作用があるから、悪臭や雑菌の繁殖なども防止できる。
要するに、阻集器内に油脂が長期滞留して塊状になるのを防止でき、塊状化した油脂も良好に除去、排出できるから、油脂に起因する各種の不都合をきわめて良好に防止できる。
【００２１】
特に、厨房排水のための阻集器は、厨房の床下や厨房付近の地中に設置されるのがほとんどであるが、そのような阻集器において上記の効果が得られるから、厨房や厨房の周囲の衛生環境を向上できる。
【００２２】
装置構成としては、オゾンを汚水中に吐出するための構成、すなわち請求項４に記載の油脂阻集器内の汚水中に気体を吐出するための吐出手段及び吐出手段にオゾンを含む空気を供給するオゾン供給手段を備えるだけで済む。オゾン供給手段はオゾン発生装置と送風機（ブロワ）で構成でき、吐出手段はパイプとディフーザだけでよく（或いはパイプに小穴を設けるだけでもよいので）、装置構成は複雑化しない。また、オゾン発生装置とブロワのの運転条件は、一度設定すれば頻繁に変更するわけではないから、実際の運転操作はオン、オフだけでよく（実際には、一旦オンにしたら長期間そのままでよいから）制御も単純である。
【００２３】
汚水中に供給するオゾンは純粋である必要はなく、むしろ空気と混合した低濃度オゾンの方が取り扱いやすく安全性も高いから好ましい。すなわち、請求項２記載のように、請求項１記載の含油脂汚水の処理方法において、前記オゾンの供給は、オゾンを含む空気による曝気によって行われる構成を採用するのが望ましい。
【００２４】
その際のオゾン濃度が５ｐｐｍを下回ると期待した効果が不十分になる可能性がある。一方、オゾン濃度が５０ｐｐｍ程度になると、それ以上濃度を高めてもオゾンによる作用効果がほとんど変わらなくなる。従って、請求項３記載のように、請求項２記載の含油脂汚水の処理方法において、前記曝気される空気のオゾン濃度が５〜５０ｐｐｍであるのが好ましい。なお、特に好ましいのは１５±５ｐｐｍの範囲である。
【００２５】
請求項２又は３の含油脂汚水の処理方法を実施するには、請求項４に記載の含油脂汚水処理装置が適している。この請求項４の含油脂汚水処理装置は、油脂阻集器と、該油脂阻集器内の汚水中に気体を吐出するための吐出手段と、該吐出手段にオゾンを含む空気を供給するオゾン供給手段とを備えたことを特徴とするので、上述したとおり、装置構成は複雑化しないし、制御も単純である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明の実施例により最良の実施の形態を説明する。なお、以下に示す具体的な数値などは例示であり、本発明はそれらの例に限定されるものではない。
［実施例］
図１に示すように、阻集器１は仕切板２によって第１室３、第２室４、第３室５に３分割されている。ただし、仕切板２と底との間には汚水の流路となる隙間が設けられており、各室３、４、５は相互に連通している。また、第１室３には汚水を流入させるための流入管と固形物を濾過するためのストレーナが設置されており、第３室５には上層の汚水を流出させるための流出管が設けられているが、これらの図示は省略する。なお、阻集器１自体は公知のものと変わるところはなく、本実施例では呼称２００リットルのグリーストラップ（阻集器）を使用している。
【００２７】
阻集器１の底には、第１室３に１本、第２室４に２本、第３室５に１本の曝気配管７が設置されている。各曝気配管７の先端はキャップによって閉じられており、阻集器１の底に沿った水平部にはそれぞれ２箇所にディフューザ（図示略）が取り付けられている。曝気配管７はバルブ８を介してヘッダ９に接続されており、ヘッダ９はオゾン発生装置１０に接続されている。
【００２８】
オゾン発生装置１０には、ブロワ１１、フィルタ１２、オゾン発生部１３が備わっている。なお、オゾン発生部１３は２個あるが、通常はいずれか片方だけを稼動させる（もう片方は予備とする）。
【００２９】
ブロワ１１は空気を吸入して吐出するが、その吐出空気の一部が分岐されてフィルタ１２からオゾン発生部１３に送られる。オゾン発生部１３に流入した空気中の酸素（その一部）がオゾン発生部１３におけるコロナ放電によってオゾンに変化する。そのオゾンを含んだ空気は、再びブロワ１１からの空気と合流してヘッダ９へと送られて、曝気配管７（ディフューザ）から阻集器１内に吐出される。
【００３０】
このオゾン発生装置１０の仕様は、オゾン発生量が７５ｍｇ／ｈ、吐出量が４０ｌ／ｍであるから吐出される空気のオゾン濃度は１５ｐｐｍである。
さて、阻集器１に流入管から汚水を流し込むと、ストレーナで固形物を濾過された汚水が第１室３から第２室４に流れ込む。第２室４では汚水中の油脂が浮上して水面付近に集合し、油脂を分離させた下層の汚水が第３室５へと流れる。第３室５では微細な固形物などを沈殿させて上澄み分が流出管から排出される。この汚水処理の態様は公知のグリーストラップと同様である。
【００３１】
本実施例の場合、この汚水処理の過程において曝気配管７（ディフューザ）から阻集器１にオゾンを含んだ空気が吐出される。
上述した通り、このオゾンにより汚水に含まれていた油脂の不飽和結合を開裂して低分子化して、−ＯＨ、−ＣＯＯＨ、−ＣＨＯなどの親水性基を生じさせるので、油脂が阻集器内に滞留するのを防止する。これにより、阻集された油脂が長期にわたって阻集器１内に滞留して、悪臭を生じたり雑菌を繁殖させたりする防止でき、また浮上堆積油脂が汚水とともに排出されて排水管の目詰まりや河川の汚染の原因となるのも防止する。阻集器１内に油脂が長期滞留しないから定期的な油脂類の除去作業は不要になる。
【００３２】
しかも、厨房排水のようにＮａイオンが比較的多量に含まれる汚水の場合、不飽和結合の開裂で生じたカルボキシル基や油脂のカルボキシル基のＨがＮａに置換されて石鹸化するので、阻集器１にて阻集された油脂を効率よく分解処理して排出できる。この石鹸化の作用は浮上堆積油脂を効率よく溶解させて排出するので、定期的な油脂の除去作業を不要にする。なお、石鹸には下流の水質を悪化させるとか下水処理で問題になるとかの二次的な害がきわめて少ないことは周知のとおりである。
【００３３】
また、公知のようにオゾンには脱臭作用や殺菌作用があるから、悪臭や雑菌の繁殖なども防止できる。
［実験例］
既設の阻集器１にオゾン発生装置１０及び曝気配管７等を増設して実施例の装置構成としたものにおいて、汚水処理実験を行った。既設であるから、図２（設置前）に示すように阻集器１には浮上堆積油脂が多量に蓄積されてコチコチ状態に固化していた。
【００３４】
この阻集器１にオゾン発生装置１０からのオゾン含有空気を供給して曝気したところ、２時間経過の時点で（図２の設置後２時間）浮上堆積油脂は軟化し、５時間経過すると（図３の設置後５時間）すべて泡状になってしまい、１２時間経過の時点（図３の設置後１２時間）で浮上堆積油脂はすべて溶解して汚水もほぼ透明になってしまった。なお、第２室、第３室に浮遊している団子状のものは油脂ではなく、主にグルテンからなる凝集物である。この凝集物はすくい取って処理すればよいし、発生量も少ないから問題にならない。
【００３５】
そして、２４時間を経過すると下記に示すような劇的な効果が確認された。なお、サンプルは流出管からの排出水である。
【００３６】
［表１］
実験開始時水質
水素イオン濃度（液温℃）  4.6(21.0)     JIS K0102-12.1
生物化学的酸素要求量      4500 mg/l     JIS K0102-21. JIS K0102-32.3
化学的酸素要求量          1000 mg/l     JIS K0102-17.
浮遊物質量               11000 mg/l     昭和４６年環境庁告示第５９号付表８
n-ヘキサン抽出物質含有量       430 mg/l     昭和４９年環境庁告示第６４号付表４
大腸菌群数                1800 個/cm3   昭和３７年厚生建設省令第１号別表第１
【００３７】
［表２］
２４時間経過時水質
水素イオン濃度（液温℃）  5.3(18.4)     JIS K0102-12.1
生物化学的酸素要求量       720 mg/l     JIS K0102-21. JIS K0102-32.3
化学的酸素要求量           380 mg/l     JIS K0102-17.
浮遊物質量                 460 mg/l     昭和４６年環境庁告示第５９号付表８
n-ヘキサン抽出物質含有量        10 mg/l     昭和４９年環境庁告示第６４号付表４
大腸菌群数                 480 個/cm3   昭和３７年厚生建設省令第１号別表第１
上記の結果から、特にｎ−ヘキサン抽出物質含有量が４３０ｍｇ／ｌから１０ｍｇ／ｌに激減しているところから、浮上堆積油脂とオゾンとの反応が単純なエマルジョン化（乳化）の反応ではなく、もっと積極的に油脂から他の物質に変化したこと、すなわち上述の低分子化及び石鹸化のプロセスが急速に進行したことを裏付けている。そして、低分子化と石鹸化の相乗効果によりＢＯＤ、ＣＯＤの水質バロメータが大幅に好転したと推察できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】実施例の含油脂汚水処理装置の説明図。
【図２】オゾン曝気による汚水処理実験の説明図。
【図３】オゾン曝気による汚水処理実験の説明図。
【符号の説明】
【００３９】
１・・・阻集器（油脂阻集器）、
２・・・仕切板、
３・・・第１室、
４・・・第２室、
５・・・第３室、
７・・・曝気配管（吐出手段）、
１０・・・オゾン発生装置（オゾン供給手段）、
１１・・・ブロワ（オゾン供給手段）、
１３・・・オゾン発生部（オゾン供給手段）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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