(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下水の管渠中で発生する油性スカムを採取し、該油性スカムを粉砕し、粉砕した油性スカムにアルカリを添加し、その後下水中に分散させることを特徴とする油性スカムの処理方法。
【請求項２】
下水中に分散させる際の油性スカムのｐＨが６〜１３の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の油性スカムの処理方法。
【請求項３】
前記アルカリがアルカリ金属を含有するアルカリである請求項１又は２記載の油性スカムの処理方法。
【請求項４】
下水の管渠中で発生する油性スカムを採取し、該油性スカムを粉砕し、粉砕した油性スカムにアルカリ及び界面活性剤を添加し、その後下水中に分散させることを特徴とする油性スカムの処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下水の管渠中で発生する油性スカムの処理方法に関する。
【０００２】
ここで、油性スカムとは、一般家庭や料理店の厨房などから排出される油脂が下水処理場へ到達するまでの過程で分解等されることによって管渠中に生成される、脂肪酸を主成分とするスカムである。
【０００３】
【従来の技術】
一般家庭や料理店の厨房等から排出される油脂は、下水管渠中でオイルボールや白色固形物と称される油性スカムを形成する要因となる。かかる油性スカムは、下水表面に浮遊する物質であるため、管渠の構造上の理由から、下水処理場まで到達しにくく、そのため管渠中に滞留、蓄積してしまう。
【０００４】
ところで、一般家庭等からの下水ラインと雨水の排水ラインとが合流している合流式下水道においては、降雨により下水管を流れる水量が増加し、あるレベルを超えると、下水処理場の負荷を軽減する目的で一部の下水を直接河川に放流するようになっている。その際、上記の蓄積された油性スカムが下水とともに河川に排出されてしまうことがあり、自然環境の美観を損なうばかりでなく、衛生上悪い。
【０００５】
そのため、従来は、上記のように蓄積した油性スカムを下水道施設外に搬出して、埋め立て廃棄したり、焼却施設で焼却処理することがなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の処理方法では、管渠で発生した油性スカムを、街中を通って搬送する必要があるため、環境衛生上から好ましいとは言えず、また、油性スカムの除去作業が煩雑であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、油性スカムの除去作業を迅速かつ簡便に行うことができ、油性スカムを下水道施設外に搬出する必要性を大幅に軽減することができる油性スカムの処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の油性スカムの処理方法は、下水の管渠中で発生する油性スカムを採取し、該油性スカムを粉砕し、粉砕した油性スカムにアルカリを添加し、その後下水中に分散させるものである。
【０００９】
上記したように油性スカムは主成分が脂肪酸であるため、アルカリで中和し、石鹸とすることで、水に対する分散性、沈降性を改良することができる。また、この生成した石鹸により、油性スカムに含まれている脂肪酸以外の油脂成分を水中に乳化分散させることができる。また、その他砂分などの成分は、浮上の原因となる脂肪酸の塊が消失することによって、下水中で沈降する。そのため、本発明であると、油性スカムの各成分を、管渠を通って下水処理場まで到達させることができる。
【００１０】
本発明の処理方法においては、下水中に分散させる際の油性スカムのｐＨが６〜１３の範囲内にあることが好ましい。また、上記アルカリとしてはアルカリ金属を含有するアルカリを用いることが好適である。
【００１１】
本発明の処理方法においては、また、粉砕した油性スカムに対してアルカリを添加するとともに界面活性剤を添加することが好ましい。細かく粉砕した油性スカムは界面活性剤を添加することにより水中に安定的に分散させることができる。そのため、アルカリ処理と界面活性剤処理との組み合わせにより、一層効果的に油性スカムを消滅、分散させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
（１）油性スカムの採取
まず、下水の管渠で発生した油性スカムを下水中から採取する。採取は、管渠中の下水表面に浮遊する油性スカムを取り出すことができる方法であれば特に限定されない。
【００１４】
なお、油性スカムは、上記したように、一般家庭や料理店等の厨房などから排出された油脂が分解等の反応を受けることによって管渠中で形成される脂肪酸（パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸等の高級脂肪酸）を主成分とする。脂肪酸は管渠壁面にスケールとなって成長してゆき、それが剥離してスカム化する、あるいは水面中に浮遊した状態でボール状に成長する等のプロセスによって発生する。そのため、油性スカムにおける、固形分（乾燥重量）中の脂肪酸が占める割合は５０重量％以上である場合が非常に多い。
【００１５】
（２）油性スカムの粉砕
次いで、採取した油性スカムを粉砕機を用いて細かく粉砕する。このように粉砕するのは、アルカリとの反応性を高めるためである。すなわち、脂肪酸の塊である油性スカムにそのままアルカリを添加したのでは、表面が反応するだけで内部は反応しにくく、水に対する分散性、沈降性が不十分となるからである。
【００１６】
粉砕は平均粒径が１ｍｍ以下になるように行うことが好ましい。このように細かく粉砕することで、特に界面活性剤を併用する場合に、その分散効果を一層高めることができる。
【００１７】
（３）アルカリの添加
次いで、粉砕された油性スカムにアルカリを添加する。アルカリは、上記粉砕により得られた油性スカムのスラリーに添加してもよいが、好ましくは、該スラリーに水を添加して希釈してから、これにアルカリを添加することである。アルカリを添加すると油性スカムの主成分である脂肪酸と反応することで粘度が上昇するため、予めスラリーを水で希釈していない場合、スラリーの粘度が高くなりすぎて作業性が悪化してしまうからである。なお、アルカリは通常水溶液の形態でスラリーに添加される。
【００１８】
アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、次亜塩素酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、メタ珪酸ナトリウムなどのアルカリ金属を含有するアルカリが好ましく用いられる。アルカリ金属を含有するアルカリは、脂肪酸と反応することで、水に溶けやすい石鹸を生成するからである。なお、上記列挙のアルカリはそれぞれ単独で用いても２種以上併用してもよい。
【００１９】
アルカリを添加し油性スカムと反応させてから、それにより得られるスラリーのｐＨを、酸を用いて調整してもよい。下水のｐＨ（通常約７）に近づけて環境への影響を軽減するためである。下水に戻す際のｐＨは６〜１３の範囲内であることが好ましい。ｐＨが６よりも低いと、上記で生成した石鹸が脂肪酸に変わり、親水性を失って再び浮上し、スカム化し易くなるためである。上記ｐＨのより好ましい範囲は６〜１１である。
【００２０】
（４）界面活性剤の添加
粉砕した油性スカムには、アルカリを添加するとともに界面活性剤を添加してもよい。界面活性剤の添加は、アルカリを添加する前でもよく、またアルカリの添加後でもよい。但し、界面活性剤として後記の脂肪酸エステルを用いる場合、界面活性剤を添加してからアルカリを添加すると、界面活性剤がアルカリで加水分解されて分散性能が損なわれるため、先にアルカリを添加し、更に酸でｐＨを１１以下に調整しておいてから、界面活性剤を添加することが好ましい。
【００２１】
界面活性剤としては、ＨＬＢ（親水親油バランス）４以上のものを用いることが好ましい。ＨＬＢ４未満では親油性が高すぎ、却ってスカムを凝集させることになるからである。より好ましくはＨＬＢ６以上の界面活性剤を用いることである。
【００２２】
上記界面活性剤の種類としては、通常は非イオン性界面活性剤が用いられるが、これには限定されず、例えば、石鹸のようなカルボン酸系のアニオン性界面活性剤や、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸（ＬＡＳ）等のスルホン酸系のアニオン性界面活性剤を用いることもできる。但し、下水中にはカルシウムやマグネシウムに代表される多価金属塩が多く含まれている場合もあり、その際、カルボン酸系のアニオン性界面活性剤では、性能低下による再スケール化が発生しやすい。この点において、スルホン酸系のアニオン性界面活性剤は優れた分散効果を維持するが、環境への影響を考慮すると生分解性が悪いことや、毒性等の問題がある。従って、非イオン性界面活性剤の使用が望ましい。
【００２３】
非イオン性界面活性剤としては、ソルビタン脂肪酸エステルやショ糖脂肪酸エステルなどの多価アルコールの脂肪酸エステルの他、ポリオキシエチレンラウリルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、モノステアリン酸ポリオキシエチレンソルビタンエステル、ポリオキシエチレンオレイン酸エステルなどのポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油などのような、複数のオキシエチレン基を持つものが挙げられる。特に、ソルビタン脂肪酸エステルやショ糖脂肪酸エステルは、生分解性に優れ、毒性が低いことから、本発明の用途に好適である。
【００２４】
界面活性剤の添加量は油性スカムの固形分に対して０．５〜２０重量％であることが好ましいが、界面活性剤の効果は、分散させる水に含まれる溶解成分や粉砕物の粒径、表面電位などの影響を受けるため、事前に小スケールで試験することがより好ましい態様である。
【００２５】
（５）下水中への分散
上記のようにしてアルカリ処理またはアルカリと界面活性剤で併用処理した油性スカム、詳細にはその分散液を、管渠の下水中に戻して分散させる。該分散液では、粉砕された油性スカムの各成分が、上記アルカリまたはアルカリと界面活性剤によって、水中に安定的に分散しており、また沈降性が改良されているため、これを下水中に添加することにより、油性スカムは、下水中に安定的に分散され、また砂分などは沈降し、従って、管渠を通って下水処理場まで導くことができる。
【００２６】
上記分散液は下水中に添加する際の粘度が１０Ｐａ・ｓ以下であることが好ましい。粘度が高すぎると下水中に分散しにくいからである。粘度調整は水で希釈することにより行うことができる。
【００２７】
【実施例】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
下水の管渠中から採取した固形分３７．４重量％の油性スカム１００ｇ（固形物３７．４ｇ）を、粉砕機としてジューサーミキサーを用いて１ｍｍ以下に粉砕し、水で５倍に希釈してスラリーを得た。次いで、このスラリーに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが１１になるまで添加した。得られたスラリーを２０倍の水に分散させ、１０リットルの分散液とした。３時間静置した後、浮上したスカムを採取し、乾燥後の固形物を測定すると０．２ｇであった。また、沈殿物を採取し、乾燥後の固形物を測定すると２５．５ｇであった。
【００２９】
（実施例２）
下水の管渠中から採取した固形分３７．４重量％の油性スカム１００ｇ（固形物３７．４ｇ）を、粉砕機としてジューサーミキサーを用いて１ｍｍ以下に粉砕し、水で５倍に希釈してスラリーを得た。次いで、このスラリーに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが１１になるまで添加し、その後、１重量％塩酸水溶液を添加してスラリーのｐＨを８に調整した。得られたスラリーを２０倍の水に分散させ、１０リットルの分散液とした。３時間静置した後、浮上したスカムを採取し、乾燥後の固形物を測定すると０．４ｇであった。また、沈殿物を採取し、乾燥後の固形物を測定すると２５．５ｇであった。
【００３０】
（実施例３）
下水の管渠中から採取した固形分３７．４重量％の油性スカム１００ｇ（固形物３７．４ｇ）を、粉砕機としてジューサーミキサーを用いて１ｍｍ以下に粉砕し、水で５倍に希釈してスラリーを得た。次いで、このスラリーに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが１１になるまで添加し、その後、１重量％塩酸水溶液を添加してスラリーのｐＨを８に調整した。得られたスラリーにＨＬＢ７．９のソルビタンステアレート５ｇを添加し、充分に撹拌した後に、これを２０倍の水に分散させ、１０リットルの分散液とした。３時間静置した後、浮上したスカムを採取し、乾燥後の固形物を測定すると０．２ｇであった。また、沈殿物を採取し、乾燥後の固形物を測定すると１２．２ｇであった。
【００３１】
（実施例４）
下水の管渠中から採取した固形分３７．４重量％の油性スカム１００ｇ（固形物３７．４ｇ）を、粉砕機としてジューサーミキサーを用いて１ｍｍ以下に粉砕し、水で５倍に希釈してスラリーを得た。次いで、このスラリーに１０重量％水酸化ナトリウム水溶液をｐＨが１１になるまで添加し、その後、１重量％塩酸水溶液を添加してスラリーのｐＨを４．５に調整した。得られたスラリーを２０倍の水に分散させ、１０リットルの分散液とした。３時間静置した後、浮上したスカムを採取し、乾燥後の固形物を測定すると１８．２ｇであった。また、沈殿物を採取し、乾燥後の固形物を測定すると１０．１ｇであった。
【００３２】
（比較例１）
下水の管渠中から採取した固形分３７．４重量％の油性スカム１００ｇ（固形物３７．４ｇ）を、粉砕機としてジューサーミキサーを用いて１ｍｍ以下に粉砕した。得られたスラリーを２０倍の水に分散させて１０リットルの分散液を得た。３時間静置した後、浮上したスカムを採取し、乾燥後の固形物を測定すると２３．７ｇであった。また、沈殿物を採取し、乾燥後の固形物を測定すると１２．６ｇであった。
【００３３】
以上の結果から明らかなように、粉砕した油性スカムをアルカリ処理した実施例の場合、再浮上するスカムが少なく、特にｐＨを６以上のままで水中に分散させた実施例１〜３では、再浮上するスカムをほぼ完全に消滅させることができた。なお、沈殿物は、管渠の構造上、下水の水流によって下水処理場まで流れていくことができるため、これが多いこと自体は問題とならない。実施例３の場合では、界面活性剤を併用することにより、この沈殿物も減らすことができたため、より好ましい結果が得られた。
【００３４】
このように特に実施例１〜３では、再浮上するスカムをほぼ完全に消滅させることができるため、下水道施設外への搬出作業としては、ビニルやゴムなどのゴミの除去程度に抑えることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明であると、管渠で発生した油性スカムを粉砕しアルカリで処理して下水中に戻すことにより、油性スカムの各成分を管渠から下水処理場まで到達させることができる。
【００３６】
このように油性スカムを、管渠を通して下水処理場まで導くことができるため、油性スカムの除去作業を迅速かつ簡便に行うことができ、また、油性スカムを下水道施設外に搬出する必要性を大幅に軽減することができる。