(57)【要約】【課題】本発明は、油脂含有排水を処理する排水処理装置および排水処理方法であって、高濃度の油脂含有排水を油脂分解菌で処理し、かつ余剰汚泥の発生が少なく、かつ清澄な処理水を得る方法の提供。【解決手段】油脂含有排水を処理する装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、少なくとも、前記排水中の油脂を油脂分解菌の作用により分解する油脂分解槽と、生物処理槽、固液分離槽から構成され、かつ、前記油脂分解槽に固定担体が設置、または流動担体が浮遊され、さらに、前記固液分離槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段を備えた排水処理装置。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
油脂含有排水を処理する装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、少なくとも、前記排水中の油脂を油脂分解菌の作用により分解する油脂分解槽と、生物処理槽、固液分離槽から構成され、かつ、前記油脂分解槽に固定担体が設置、または流動担体が浮遊され、さらに、前記固液分離槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段を備えた排水処理装置。
【請求項２】
油脂分解菌が、少なくとも油脂を脂肪酸とグリセリンに分解する菌と脂肪酸をβ酸化分解する菌からなる請求項１記載の排水処理装置。
【請求項３】
油脂分解槽が固定担体が設置された請求項１〜２のいずれかに記載の排水処理装置。
【請求項４】
生物処理槽が２段以上の生物処理槽から構成された請求項１〜３のいずれかに記載の排水処理装置。
【請求項５】
生物処理槽が固定担体が設置された接触酸化槽である請求項１〜４のいずれかに記載の排水処理装置。
【請求項６】
固液分離槽が沈殿槽、または浸漬膜分離槽である請求項１〜５のいずれかに記載の排水処理装置。
【請求項７】
固定担体が、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ該繊維状物を芯材回りに密生せしめて構成された固定担体である請求項１〜６のいずれかに記載の排水処理装置。
【請求項８】
固定担体の芯材がラセン形状をなしている請求項１〜７のいずれかに記載の排水処理装置。
【請求項９】
繊維状物が、ポリ塩化ビニリデンである請求項７または８に記載の排水処理装置。
【請求項１０】
固定担体が、バッフル板が併設されている固定担体である請求項１〜９のいずれかに記載の排水処理装置。
【請求項１１】
油脂含有排水を処理する方法であって、固定担体が設置、または流動担体が浮遊された油脂分解槽において、前記排水中の油脂を油脂分解菌の作用により分解する工程と、生物処理槽と固液分離槽、前記固液分離槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段から構成された処理装置で処理する工程を含む排水処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品加工工場、化学工場、酪農関連施設、レストラン厨房、家庭などから発生する油脂含有排水を処理する排水処理装置および排水処理方法に関する。さらに、余剰汚泥の発生が少なく、清澄な処理水を得る排水処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
油脂含有排水を処理する方法としては、加圧浮上法、リパーゼ法、油脂分解菌を用いる方法などが知られている。これらの中で加圧浮上法は設備が大きく初期投資、および薬剤、汚泥処理などのランニングコストがかかり問題である。リパーゼ法は酵素の価格が高く、又、酵素の妨害物による失活などの問題がある。油脂分解菌を用いる方法としては、特開昭５０−１２４４６４号公報、特開平３−１６６９９号公報、特開平１１−１８８３７６号公報、特開２００１−１２９５８０号公報などが知られている。特開昭５０−１２４４６４号公報では、油脂分解菌が種々紹介されているが、油脂分解菌を曝気槽に直接投入する方法は低濃度の油脂含有排水（ヘキサン抽出物質（以下n-Hex値と略す）で１００ｍｇ／Ｌ以下）では効果があるが、高濃度（ｎ−Ｈｅｘ値で４００ｍｇ／Ｌ以上）の油脂を含有する排水処理には適さない。特開平３−１６６９９号公報については、油脂含有排水を貯留する槽と、その上部にかき寄せ機があり浮上した油は油脂分解菌で処理されるが、浮上しなかった油脂は一般的な浄化システムで処理する事になっている。近年の優れた洗剤により浮上しないエマルジョン化された含油排水や牛乳排水について一般的な浄化システムで可能か疑問である。又、油脂分解に伴って発生した汚泥を排出する為に槽底部に排出管を設けてあるが、嫌気化して汚泥が再浮上する可能性がある。特開平１１−１８８３７６号公報については油脂分解菌を流動担体に担持させる方法であるが、流動担体のみでは油脂分解に伴って発生する汚泥の量が多く、５０ミクロン以下の浮遊性原生動物が大量発生し易く処理水の悪化を招き易い問題がある。特開２００１−１２９５８０号公報については固定担体を積層状に固定してあるが、この構造で汚泥は付着しやすいが、反面、接触材が汚泥で閉塞し易く、逆洗する場合、処理水質悪化の問題がある。一方、一般にｎ−Ｈｅｘ値が高い油脂含有排水を処理する場合、しばしばバルキングが発生し処理水質が悪化する問題が生じる。
【特許文献１】特開昭５０−１２４４６４号公報
【特許文献２】特開平３−１６６９９号公報
【特許文献３】特開平１１−１８８３７６号公報
【特許文献４】特開２００１−１２９５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、n-Hex値が高い油脂含有排水でも余剰汚泥の発生が少なく、且つ清澄な処理水を得る事ができる排水処理装置および排水処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は、鋭意研究の結果、前記従来技術では、いずれも油脂分解槽内に流動担体または固定担体を担持しているが、特にn-Hex値が高い油脂含有排水の場合、流動担体では異常に増殖した細菌や浮遊性原生動物が後段の生物処理槽や沈殿槽にまで流出し水質の悪化、白濁を招く問題があり、固定担体では糸状菌や付着汚泥の大量付着閉塞や、剥離に伴う汚泥処理の問題があることを見出した。さらに、油脂分解菌で油脂を脂肪酸とグリセリンに分解する、いわゆるリパーゼ作用しか行なわず、β酸化を伴わない油脂分解菌の場合、油脂分解槽のｐＨが異常に低下する為、常にアルカリで調整する必要があること、加えて、油脂含有排水は油脂以外の有機成分も多く生物処理においては多大の余剰汚泥が発生するので脱水機などの汚泥処理装置が必要であるという問題点を見出した。これらの課題を解決するため、新たに固定担体、又は流動担体を設置した油脂分解槽、および生物処理槽からなる排水処理装置および方法を見出し、ｎ−Ｈｅｘ値が高い油脂含有排水であっても、汚泥発生率が低くかつ処理水をＢＯＤとｎ−Ｈｅｘ値が数ｍｇ／Ｌ以下と非常に清澄にすることが可能となった。
【０００５】
すなわち、本発明は下記の通りである。
１．油脂含有排水を処理する装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、少なくとも、前記排水中の油脂を油脂分解菌の作用により分解する油脂分解槽と、生物処理槽、固液分離槽から構成され、かつ、前記油脂分解槽に固定担体が設置、または流動担体が浮遊され、さらに、前記固液分離槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段を備えた排水処理装置。
２．油脂分解菌が、少なくとも油脂を脂肪酸とグリセリンに分解する菌と脂肪酸をβ酸化分解する菌からなる１．記載の排水処理装置。
３. 油脂分解槽が固定担体が設置された１〜２のいずれかに記載の排水処理装置。
４．生物処理槽が２段以上の生物処理槽から構成された１〜３のいずれかに記載の排水処理装置。
５．生物処理槽に固定担体が設置された接触酸化槽である１〜４のいずれかに記載の排水処理装置。
６．固液分離槽が沈殿槽、または浸漬膜分離槽である請求項１〜５のいずれかに記載の排水処理装置。
７．固定担体が、芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ該繊維状物を芯材回りに密生せしめて構成された固定担体である請求項１〜６のいずれかに記載の排水処理装置。
８．固定担体の芯材がラセン形状をなしている請求項１〜７のいずれかに記載の排水処理装置。
９．繊維状物が、ポリ塩化ビニリデンである請求項６または７に記載の排水処理装置。
１０．固定担体が、バッフル板が併設されている固定担体である請求項１〜９のいずれかに記載の排水処理装置。
１１．油脂含有排水を処理する方法であって、固定担体が設置、または流動担体が浮遊された油脂分解槽において、前記排水中の油脂を油脂分解菌の作用により分解する工程と、生物処理槽と固液分離槽、前記固液分離槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段から構成された処理装置で処理する工程を含む排水処理方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により油脂含有排水の処理において、余剰汚泥の発生が少なく、かつ清澄な処理水を得るという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明について、以下具体的に説明する。
【０００８】
本発明は、油脂含有排水を処理する装置であって、上流から下流の方向に、直列に配置された、該排水中の油脂を油脂分解菌の作用により分解する油脂分解槽と、
生物処理槽、固液分離槽から構成され、かつ、前記油脂分解槽に固定担体が設置、または流動担体が浮遊され、さらに、前記固液分離槽の汚泥を前記生物処理槽に返送する返送手段を備えた排水処理装置およびその方法である。
【０００９】
本発明における油脂分解菌としては、少なくとも油脂を脂肪酸とグリセリンに分解する菌を用い、バチルス属、シュウドモナス属、エンテロバクター属、アシネトバクター属、アスペルギウス属、キャンデイダ属、ペニシリウム属、リゾブス属などが挙げられる。ｎ−Ｈｅｘ値が４００ｐｐｍ以上の高濃度の油脂を油脂分解槽で分解させた場合、油脂を脂肪酸とグリセリンに分解するだけではなく、生成した脂肪酸を逐一、β酸化する菌を複合して用いることが好ましい。β酸化に優れた油脂分解菌を用いると、大量に生成した脂肪酸によっても油脂分解槽のｐＨは低下せず、脂肪酸の不溶性に起因する水面の浮遊物の発生を防止でき、水面の浮遊物を水中に効率良く分散させる装置も必要ない。また、油脂分解菌は、グラム陽性菌またはグラム陰性菌のいずれであってもよいが、グラム陽性菌が好ましい。グラム陽性菌は芽胞を形成するものが多く、一般的に保存安定性に優れている。グラム陽性菌を主体とする油脂分解菌としては、例えば、ノボザイム・バイオロジカル（株）製のバクテリア製剤  ＢＩ−ＣＨＥＭ  ＤＣ１００３ＦＧ等が挙げられる。油脂分解槽中の油脂分解菌の存否は、遺伝子解析法により確認することができる。
【００１０】
油脂分解菌の添加方法としては、粉末状菌、または液体状菌を油脂分解槽へ直接投入する方法や、菌を前培養し投入する方法が挙げられ、いずれの方法でも良いが、コスト的には前培養した方が好ましい。前培養する事により、２４時間以内で元の菌数を１００〜１０，０００倍増加できる。投入する菌の添加量は特に限定されないが、コスト的観点から好ましくは粉末菌の場合（５×１０9cfu/g）１日の排水量に対して０．０５〜５００ｐｐｍ程度で、より好ましくは通常は１〜５０ｐｐｍ程度が好ましい。菌を投入する場所については油脂分解槽の溶存酸素濃度は１ｐｐｍ以上が好ましい。油脂分解槽だけでなく生物処理槽にも投入して良い。
【００１１】
本発明の油脂分解槽の曝気用の散気管としては、メンブレン式、焼結体（セラミック、プラスチック）等、いずれでも良いが汚泥で穴が閉塞しにくい事からメンブレン式がより好ましい。
【００１２】
油脂分解槽だけでのＢＯＤ容積負荷としては特に限定されないが１０ｋｇ／ｍ３・日以下、ヘキサン抽出物質容積負荷としては２ｋｇ／ｍ３・日以下が好ましいが、バルキングの発生を少なくするにはＢＯＤ容積負荷としては５ｋｇ／ｍ３・日以下、ヘキサン抽出物質容積負荷としては１ｋｇ／ｍ３・日以下がより好ましい。
【００１３】
油脂分解槽中の担体の種類は特に限定されないが、汚泥が剥離しにくく、微生物の数が増し、種類も多く多様化する担体が好ましい。担体を投入する事により、槽内に油脂分解菌の担持量が多くなり細菌から原生動物、後生動物など微生物の多様性が増すため単一菌の異常増殖が低減し、また、流入水の水質変動や負荷変動に強くなるなどの効果がでる。担体としては固定担体、流動担体などが挙げられいずれでも良いが、原生動物や後生動物の担持量が大きいので固定担体がより好ましい。固定担体の形状としては、ハニカム状、円筒状、中空糸状、容器状、スポンジ状、網目状、繊維状、ヒモ状、粒状、マット状、球状、立方体状、ラセン形状などが挙げられる。固定担体の形状としてはラセン形状がより好ましい。ラセン形状の担体は、汚泥が閉塞しにくく、担体上の水流が円滑になる。水流の円滑化で担体の表面には好気性菌が、内部には嫌気性菌が繁殖しバランスの取れた微生物生態を築く事ができる。又、特に後生動物のミズミミズ科Naididae（ナイスNais、デロDero、プリスチナPristinaなど）の担持量が多くなる特徴がある。固定担体の材質は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ＰＶＡ，ポリウレタン、炭素繊維、セラミックなどが挙げられるが、微生物が付着しやすく、脱落しにくい材質ものが望ましい。固定担体の例として、ポリ塩化ビニリデン繊維をラセン状（スパイラル状）にした担体がある。流動担体の形状としては、円筒状、スポンジ状、球状、粒状、粉末などが挙げられ、微生物を担持しやすいものであれば、いずれでも良い。流動担体の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＰＶＡ，ウレタン、活性炭などが挙げられ、いずれでも良いが、流動性の面から材質の比重が１に近いものが望ましい。流動担体の例として、アキレス株式会社の水処理用微生物担体「バイオコロニー」などがあり、ウレタン製で角型スポンジ状（セル数が１３〜１８ケ／２５ｍｍ）担体がある。
【００１４】
本発明の生物処理槽は特に限定されないが、余剰汚泥の発生を少なくする為、又、糸状性バルキングを防止するために２段以上が好ましく、コスト的な観点から３〜６槽がより好ましい。又、油脂分解槽からの分解物が沈殿槽へのショートパスを防ぐ為にも２段以上が好ましい。生物処理槽の容量としては、ＢＯＤ容積負荷で０．５〜４ｋｇ／ｍ３・日が好ましく、１〜２ｋｇ／ｍ３・日がより好ましい。
【００１５】
生物処理槽の固定担体について、形状としてはハニカム状、ラセン状、中空状、スポンジ状、網目状、ヒモ、繊維状などが挙げられるが、汚泥の担持性、後生動物の繁殖性、曝気液の流動性から繊維のラセン形状が好ましい。固定担体の材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタンなどが挙げられ、特に限定されないが、軟質ポリ塩化ビニリデン製繊維が微生物の付着性に優れているので好ましい。形状と材質から固定担体の例として、ポリ塩化ビニリデン繊維をラセン状にした担体がより望ましい。
【００１６】
繊維状のラセン形状担体は芯材と該芯材に一部が固定された繊維状物とからなり、かつ該繊維状物を芯材回りに密生せしめて構成された担体が好ましい。また、前記芯材の形状は限定されないが、芯材がラセン形状をなしている担体が好ましい。芯材には軟鉄、アルミ、銅などの金属、または軟質塩化ビニルなどのプラスチックを使用することができる。金属製の芯材には腐食防止のため防水塗装やプラスチック被覆を施すことができる。芯材の直径は材質によって異なるが、１ｍｍ以上７ｍｍ以下が好ましい。繊維状物の材質は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、ポリウレタンなどが挙げられ、ポリ塩化ビニリデンが微生物の付着性が良いので好ましい。担体は、複数本の担体を適当な耐食性材料で製造されたフレームに保持させた担体ブロックにして、生物処理槽に浸漬して使用することができる。担体ブロックの高さは、曝気槽の水深に適した高さのものを使用すればよいが、０．５ｍ以上６ｍ以下であるのが好ましく、２ｍ以上４ｍ以下がより好ましい。担体の使用量は、担体ブロックの投影床面積１ｍ２当たりの担体の表面積が１００ｍ２以上３０００ｍ２以下が好ましい。１００ｍ２以上あれば装置の設置面積効率がよく、５００ｍ２以下であれば曝気によるエアリフト効果が発揮されて均一な旋回流が得られ、微生物が成育しやすい環境が得られる。より好ましくは２５０ｍ２以上３５０ｍ２以下である。
なお、本発明では固定担体を有す生物処理槽を特に接触酸化槽と呼んだ。
【００１７】
一般的な固定担体は長期使用後、担体が閉塞する為、逆洗出来るようなシステムが付随しているが、軟質塩化ビニリデン繊維ラセン形状（例えば旭化成ケミカルズ株式会社製のバイオスパイラル（ＢＳ）材）の場合、長期使用後も担体の閉塞は無く、逆洗システムは特に必要ないが設置しても良い。
【００１８】
生物処理槽及び油脂分解槽での曝気による旋回流を均一にする目的で、曝気手段を設けた生物処理槽及び油脂分解槽にバッフル板が併設されている固定担体を用いることができる。特にＢＯＤ負荷が高くＭＬＳＳ（Mixed Liquor Suspended Solid）を１０，０００ｍｇ／Ｌ以上にする場合は、バッフル板が併設されている固定担体を用いることが好ましい。バッフル板は固定担体を散気管から分離できるように固定担体に併設し、散気管により生じる上昇水流に沿うように、固定担体の近くに仕切壁とほぼ平行かつ垂直に併設されるのが好ましい。バッフル板を用いると、生物処理槽の旋回流が均一になるため、生物処理槽内の溶存酸素濃度を確保するための曝気量が低減でき、電力費を低減することができる。
【００１９】
生物処理槽及び油脂分解槽での曝気手段としての散気管は、メンブレン式、焼結体（セラミック、プラスチック）等、いずれでも良い。溶存酸素濃度は特に限定されないが、０．５〜７ｍｇ／Ｌ以上が好ましいが１〜５ｍｇ/Ｌがより好ましい。ＭＬＳＳとしては５、０００〜１２，０００ｍｇ／Ｌで運転される。曝気方法としては、特に限定されないが、曝気した気泡が上昇流を発生させ、この流が槽全体を旋回する方法が好ましい。バッフル板が併設された固定担体に気泡が直接当たらない様に曝気し、固定担体の上方から流動した汚泥が均一な下降流で固定担体内を通過する事が更に望ましい。この固定担体には汚泥と共に、後生動物のミズミミズ科（Dero 、Pristina、 Nais、Aeosoma、Spirostomum）やクマムシ(Tardigrada)、原生動物のゾウリムシ(Paramecium)、ワムシ（Philodina），Volticella等が付着し食物連鎖を成立させている。このために一般的な活性汚泥法より余剰汚泥の発生量は約１／３以下になる。その他、嫌気槽、または無酸素槽を設けても良い。固定担体にバッフル板を併設すると旋回流が安定し、かつ気泡が固定担体に直接あたらないので、原生動物や後生動物が安定して付着でき、更に好ましい。
【００２０】
本発明に適用できる固液分離手段としては、沈殿槽、膜分離槽、浮上分離槽等が挙げられ特に限定されないが、沈殿槽と膜分離槽が好ましい。特に膜分離槽は、微小なＳＳ(Suspended Solid)分も除去できるので、処理水をリサイクルする事ができる、又、糸状性バルキングが発生しても汚泥流出が避けられ好ましい。沈殿槽として、中心駆動型沈殿槽等の活性汚泥用沈殿槽を使用することができる。膜分離槽に用いる分離膜としては浸漬膜や外部ろ過膜等を用いることができる。膜の種類は、特に限定されるものでないが、濾過精度と透過水量のバランスに優れる点で、ＭＦ（精密濾過）膜、ＵＦ（限外濾過）膜が好ましい。膜の形態は、平膜、中空糸膜、プリーツ、スパイラル、チューブ等、限定されないが、特に、単位体積中の膜面積が広くとれる点で中空糸膜が好ましい。膜の材質は、ポリスルホン系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン系ポリマー、ポリ塩化ビニリデン系ポリマー、ポリオレフィン系ポリマー、アクリロニトリル系ポリマー、ポリメタクリル酸メチル系ポリマー、ポリアミド系ポリマー、ポリイミド系ポリマー、セルロース系ポリマー、エチレンビニルアルコール共重合体系ポリマー等、多種類が挙げられる。特に、水中での非膨潤性と耐生分解性、さらに製造の容易さから、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリスルホン(PS)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリエチレン（PE）、ポリプロピレン（PP）が好ましい。中空糸膜モジュールの詰まりを防止する為に、一定時間ごとに吸引を停止し、逆洗処理を行うことができる。逆洗液には次亜塩素酸ソーダを含有させ膜表面のファウリング物質を分解させる事により、安定的な処理水の吸引が行われる。沈殿槽や膜分離槽で濃縮された汚泥は、返送手段により前記生物処理槽に返送させることができる。汚泥の返送率は特に限定されないが、返送率１００〜４００％の範囲内が好ましい。
ヘキサン抽出物質の測定方法は、社団法人日本下水道協会発行「下水試験方法上巻１９９７年版」第４０節  ヘキサン抽出物質に記載された方法により行なった。
即ち、試料のｐＨを４以下の酸性にした後、水層からヘキサン層に分配される物質を抽出し、８０±５℃、３０分間のヘキサン乾燥後の残留物の質量を測り、ヘキサン抽出物質を定量する方法で行なった。
【実施例】
【００２１】
本発明を以下の実施例で説明するが、これに限定されるものではない。
[実施例１]
図１に示す様に、排水処理装置は、６．６Ｌの油脂分解槽４、１３．２Ｌの生物処理槽５、４．５Ｌの沈殿槽７を用いた。油脂分解槽４は中間部に下部を連通とした仕切板で２段にし、固定担体として  軟質塩化ビニリデン繊維ラセン形状の固定担体である旭化成ケミカルズ株式会社製のＢＳ材８を各槽に設置し、下部に散気管１０を設けた。生物処理槽５は下部を連通とした仕切板６で４槽にし、各槽に固定担体としてＢＳ材８を設置し、各槽の下部に散気管１０を設け接触酸化槽とした。沈殿槽７としてホッパー型汚泥沈殿槽を用いた。沈殿槽下部の沈降汚泥は生物処理槽の第一槽に返送率１００％で返送した。固定担体のＢＳ材８は、ポリ塩化ビニリデン繊維を長さ１．５ｃｍのループ状にしてその一部をプラスチック被覆された銅製の芯材に固定し、長さ４０ｃｍで外径が８ｃｍのラセン状にしたものを用いた。
【００２２】
汚泥は下水処理場の余剰遠心濃縮汚泥（ＭＬＳＳ＝３７０００ｍｇ／Ｌ）を用い、水で希釈して生物処理槽の初期のＭＬＳＳが５０００ｍｇ／Ｌになる様にした。油脂含有排水として脱脂粉乳と牛乳を水で希釈したものを用いた。油脂含有廃水のＢＯＤとｎ−Ｈｅｘは、脱脂粉乳と牛乳の混合比を変えることにより調整した。参考として、脱脂粉乳および牛乳をそれぞれ単独で１０００倍希釈した水溶液の水質を表１に示した。脱脂粉乳はＢＯＤ成分が多く含まれ、牛乳にはヘキサン抽出物質成分が多く含まれることがわかる。
【００２３】
【表１】
2009039709.tif 000002
【００２４】
当初、油脂含有排水として脱脂粉乳が主体で牛乳の配合比が少ない水溶液から開始し、徐々に牛乳の配合比を増大することにより、約２週間馴養した。その後、牛乳単独の水溶液にしＢＯＤを２０００ｍｇ／Ｌ、ｎ−Ｈｅｘ値を４４０ｍｇ／Ｌまで増加させた。油脂含有排水の供給量は１５〜１８Ｌ／日であった。
【００２５】
次に油脂分解槽に油脂分解菌を投入した。油脂分解菌としてBI-CHEM1003FG（ノボザイム・バイオロジカルズ社製）を用いた。この油脂分解菌はBacillus属、Pseudomonas属、Enterobacter属、バチルス属、シュードモナス、エンテロバクター等の複合菌であり、リパーゼ作用分解と脂肪酸のβ酸化分解を行うことができる。油脂分解菌は毎日１ｇを水中に３０分間放置後投入した。油脂分解槽は溶存酸素が２〜５ｐｐｍになるように曝気した。油脂分解槽でのＨＲＴは約９時間であった。ｐＨの低下はなかった。油脂分解槽の２段目の槽の水質を測定したところ表２の様であった。すなわち、油脂分解槽でＢＯＤ成分は約５０％、ｎ−Ｈｅｘ成分は約９０％分解されていることがわかった。油脂分解槽の固定担体にはデロミミズ、ナイスミミズ、プリスチナミミズDero、Nais、Pristinaやゾウリムシ等が多量観察された。油脂分解槽で油脂を分解された液は、次に生物処理槽にオーバーフローで流入する。
【００２６】
生物処理槽（接触酸化槽）は溶存酸素が３〜５ｐｐｍになるように曝気した。ＭＬＳＳは５０００から８５００ｍｇ／Ｌまで推移した。４槽の生物処理槽でのＨＲＴは約１８時間であった。固定担体や浮遊汚泥にはデロミミズやアブラミミズやミズミミズDero、Aerosoma、Naisが多量付着しているのが観察された。沈殿槽に沈殿した汚泥は２０Ｌ／日でポンプで生物処理槽の先頭槽に返送した。処理水のサンプリングを行い水質を測定したところ表２の様であり清澄な処理水が得られた。油脂分解槽と生物処理槽を合計したＢＯＤ容積負荷は１．５ｋｇ／ｍ３・日であった。この間、沈殿槽の汚泥界面は少しずつ上昇するが一週間に一度、１．５Ｌ程度を引抜くだけで良かった。汚泥発生率は１５％であった。ここで汚泥発生率＝（汚泥増重量／投入ＢＯＤ重量）×１００として算出した。引抜き汚泥のＭＬＳＳは２１０００ｍｇ／Ｌなので、汚泥発生率は（２１ｇ／Ｌ×１．５Ｌ）／（１．５ｇ／Ｌ・日×１９．８Ｌ×７日）×１００＝１５％となる。
【００２７】
【表２】
2009039709.tif 000003
【００２８】
[実施例２]
図２で示す様に、油脂分解槽の仕切板をはずし、固定担体の代りに流動担体９を用いた以外は実施例１と同様な装置を用いた。流動担体として、５ｍｍ角ブロックのウレタン製スポンジであるバイオコロニー「BCC−２」（アキレス株式会社製）を用いた。スポンジのセル数は１３〜１８ケ／２５ｍｍであった。これらの流動担体は中程度の油脂を含有した排水（ｎ−Ｈｅｘ値として２００ｍｇ／Ｌ程度）に適当である。食物連鎖は固定担体と比較すると乏しく５０μｍ以下の小型浮遊性鞭毛虫など特定原生動物の優先性がみられた。
【００２９】
ＢＯＤ容積負荷１．５ｋｇ／ｍ３・日の場合の水質を表３に示した。水質は実施例１の固定担体の方が良好であった。また、１ケ月間の汚泥発生率は２３％であった。
【００３０】
【表３】
2009039709.tif 000004
【００３１】
[実施例３]
図３に示す様に、油脂分解槽の固定担体と仕切板をなくした以外は実施例１と同様の装置を用いた。実施例２と同じく、原生動物などの食物連鎖は乏しく、５０μｍ以下の小型浮遊性鞭毛虫など特定原生動物の優先性がみられた。ＢＯＤ負荷１．５ｋｇ／ｍ３・日の場合の水質は表４の通りであり、流動担体を導入したものほど良好ではなかった。また、１ケ月間の汚泥発生率は１８％であった。
【００３２】
【表４】
2009039709.tif 000005
【００３３】
［実施例４］
図４に示すように、生物処理槽（接触酸化槽）の仕切板６を減らし２段とした以外は実施例１と同様の装置を用いた。処理水の水質を表５に示した。水質は実施例１より若干悪かった。また、１ヶ月間の汚泥発生率は１８％であった。
【００３４】
【表５】
2009039709.tif 000006
【００３５】
[実施例５]
図５に示す様に、沈殿槽を膜分離槽１１（４Ｌ）に代えた以外は実施例１と同様な装置を用いた。浸漬膜１２として、ＰＶＤＦ製、外径＝1.22mm  、内径＝0.7m、ポアサイズ＝0.1μm  、膜面積＝0.015ｍ２/本の膜モジュールを2本用い、３Ｌ／分で曝気しながら吸引ろ過を行った。吸引は-６〜-２０ｋＰａの負圧で、１０Ｌ／日・本のろ過水量で３０日間のろ過を行った。膜分離槽の汚泥は生物処理槽の１段目に返送した。表６に示すように、浸漬膜分離液の水質、ＳＳはゼロで最も良い澄明な処理水を得ることができた。
【００３６】
【表６】
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【００３７】
[実施例６]  
実施例１の生物処理槽４槽から固定担体を後半の３槽分抜いて実験を実施した。ＢＯＤ負荷が１．５ｋｇ／ｍ３・日の場合の結果を表７に示した。処理水中のＳＳが少し多いことを除けば、水質は良好であった。また、１ケ月間の汚泥発生率は３５％であった。
【表７】
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［実施例７］
実施例１の生物処理槽から仕切板をすべてはずし１槽とし実験を実施した。ＢＯＤ負荷１．５ｋｇ／ｍ３・日の場合の結果を表８に示した。処理水中のＳＳが少し多いことを除けば、水質はほぼ良好であった。また、１ケ月間の汚泥発生率は３０％であった。なお、ＢＯＤ負荷が２ｋｇ／ｍ３・日を超えると、沈殿槽はバルキングが発生するときがあった。
【表８】
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[比較例１]
実施例１と同一の装置で油脂分解槽に油脂分解菌を入れない場合の実験を実施した。当初、実施例１と同様にＢＯＤ負荷、ヘキサン抽出物質負荷を下げて馴養したが、油脂分解槽で発泡が著しく、生物処理槽でも泡立ちが発生した。汚泥が油脂にまみれて、浮上しやすく、処理水質も悪化した為、３週間で実験を中止した。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明の油脂含有排水処理装置および処理方法は、油脂含有排水の処理の分野で好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の排水処理装置の第１構成図。
【図２】本発明の排水処理装置の第２構成図。
【図３】本発明の排水処理装置の第３構成図。
【図４】本発明の排水処理装置の第４構成図。
【図５】本発明の排水処理装置の第５構成図。
【符号の説明】
【００４０】
１．油脂含有排水
２．返送汚泥
３．処理水
４．油脂分解槽
５．生物処理槽
６．仕切板
７．沈殿槽
８．固定担体（ＢＳ材）
９．流動担体
１０．散気管
１１．膜分離槽
１２．浸漬膜
１３．エアー
【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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