[流域圏学会誌 第 5 巻 第 1 号 69-70 2017]＜流域圏学会 第 7 回総会・学術研究発表会 発表要旨＞

ウルトラファインバブルによるグリストラップ油脂分離における凝集剤添加の効果○松浦拓実（高知工業高等専門学校専攻科）、山崎慎一（高知工業高等専門学校）
1. はじめにレストランなどから排出される油脂を含有する厨房排水は、そのまま下水道に流してしまうと下水管内の詰まりや下水処理場での機能を低下させてしまうため、グリストラップ等を設置するなどの必要な処置を講じることが下水道法で定められている。しかし、排水中の油脂濃度が高くなると、グリストラップでは十分な油脂分離が困難な場合があるため、より高い機能性を有し、管理が容易で維持費が安価な処理方法の検討が望まれている。
そこで筆者らは、農作物の栽培、水産物の養殖、精密部品の洗浄などの様々な分野で応用されてきているウ
ルトラファインバブル（以下、UFB と記す）と呼ばれる微細気泡を、グリストラップの油脂分離に応用する研究を行ってきている。これまでの研究では、UFB の水中への極めて高い酸素溶解性能や水表面への固形性油脂の浮上分離効果を確認した 1)。この結果を受けて、本研究では、UFB による油脂分離のさらなる効果を確認するために、2 種類の凝集剤を使用してジャーテストと浮上分離実験を行い、排水への凝集剤添加による効果の検討を行った。なお、ジャーテスト及び浮上分離実験には高知高専学生寮厨房施設のグリストラップから採取した排水を使用した。
2. 実験方法
2.1 ジャーテスト方法
浮上分離実験で添加凝集剤の最適凝集条件を確認するためにジャーテストを行った。凝集剤は硫酸アルミニウムと高分子凝集剤（カチオン性ポリアクリルアシド：液状）を用いた。ジャーテスターは宮本理研 JMD-4E を使用した。4 つの 1L ビーカーに排水を入れ、各ビーカーに凝集剤を所定量添加し（硫酸アルミニウムは 10、100、1000mg/L、高分子凝集剤は 0.1、1、10mL/L）、急速撹拌（150rpm、5 分）後に緩速撹拌（30rpm、15 分）を行い、撹拌停止 10 分後に各ビーカーから上澄液を採水した。なお、硫酸アルミニウムの場合は炭酸水素ナトリウムによって排水の pH 調整（7.0～7.5）を行った。
2.2 UFB 浮上分離実験方法
図 1 に浮上分離実験装置の概要を示す。使用した水槽は直径 30cm の円筒形とした。UFB 発生装置は
UFB槽
Ligaric 製ウルトラファインバブル生成装置 BUVITASHYK-20-SD を使用した。また、UFB 発生装置による水槽の温度上昇を制御する冷却装置にはトーマス科
採水チューブ（3本）
学器械製ハンディクーラー TRL-117SFR を使用し、設定温度を 25℃とした。排水を水槽に 50L（水頭スカム71cm）投入し、凝集剤を所定量添加し（硫酸アルミニ
ウ ム の 場 合 は 500mg/L 、 高 分 子 凝 集 剤 の 場 合 は120cm
60cm
10mL/L）、UFB 発生装置の空気供給量を 300mL/min
採水に設定して連続的にエアレーションを行った。硫酸ア40cm ポンプルミニウムの場合はジャーテストと同様に炭酸水素ナUFBトリウムによって排水の pH 調整（7.0～7.5）を行った。
20cm
発生装置
浮上分離機能の除去効果を確認するためのサンプ
冷却
ルは、水表面に浮上形成されるスカムが崩れないよう装置に、採水チューブとポンプを用いて採水した。凝集剤
未添加時は 30 分おきに、凝集剤添加時は 5 分おきに、水槽底部から 20cm（下段）、40cm（中段）、60cm
図 1 浮上分離実験装置の概要（上段）の位置からサンプルを採取した。
2.3 水質分析方法
採取したサンプルの分析は、pH（ガラス電極法：TOADKK 製 HM-30V）、浮遊物を示す SS（吸光度分析法：HACH 製 DR6000）、有機物を示す CODcr（吸光度分析法：HACH 製 DR6000）、油脂を示すノルマルヘキサン抽出物質（以下、n-Hex.と記す、抽出-重量分析法）を行った。

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n-Hex.(mg/L)

n-Hex.(mg/L)

3. 実験結果と考察
排水濃度（凝集剤未添加時）
3.1 ジャーテストによる凝集剤添加効果○硫酸アルミニウム：187.5mg/L ○高分子凝集剤：50mg/L
1000
図 2 にジャーテストによる凝集剤添加濃度と n-Hex.濃度の関係を示す。ジャーテストの結果から、硫酸アルミニウムおよび高分子凝集剤ともに添加濃度の増加で n-Hex.
100濃度は減少し、油脂を凝集させる効果があることを確認した。また、最適凝集濃度は硫酸アルミニウムでは10
硫酸アルミニウム
100mg/L～1000mg/L、高分子凝集剤では 10mL/L の値（mg/L）を得た。SS、CODcr（高分子凝集剤のみ分析）の濃度も高分子凝集剤（mL/L）
n-Hex.濃度と同様に減少しており、油脂以外に対する凝10.1
1101001000
集効果も確認できた。
凝集剤濃度
3.2 UFB 浮上分離実験による油脂分離効果
図 3 に浮上分離実験における n-Hex.濃度の変化を示
図 2 凝集剤添加濃度と n-Hex.濃度の関係す。なお分析値は、採水位置による濃度の違いは確認されなかったため、水槽底部から 20cm（下段）の位置で5000採水したサンプルのものである。
凝集剤未添加の場合、n-Hex.濃度は実験開始後 2 時間を経過しても、それほど大きな減少は観察されなかった。これに対して、硫酸アルミニウムを 500mg/L 添加した
500
場合では、実験開始後 5 分で著しく減少し、また、高分子凝集剤 10mL/L 添加では、硫酸アルミニウムの場合よりも凝集剤未添加さらに減少していることが確認された。
硫酸アルミニウム(500mg/L)
表 1 に凝集剤添加の有無における排水の n-Hex.除去
高分子凝集剤(10ml/L)
50率を示す。凝集剤無添加の場合の n-Hex.除去率は 20%020406080
100120
経過時間(min)程度に対して、硫酸アルミニウムでは 80%程度、高分子凝集剤では 90%程度の高い除去率を得ることができた。
図 3 凝集剤添加における排水中の n-Hex.
なお、n-Hex.以外の SS、CODcr の分析においても n-Hex.
濃度の変化と同様な減少傾向を示した。CODcr の除去率は凝集剤を添加した場合で 50%程度が得られ、SS については nHex.と同程度の高い除去率が得られることを確認した。
4. まとめ
表 1 凝集剤添加の有無における排水の高知高専学生寮厨房施設のグリストラップから採取しn-Hex.除去率た排水を使用して、2 種類の凝集剤の添加効果をジャー
経過経過硫酸アルミ 高分子凝集剤テストと浮上分離実験によって確認した。以下に得られた凝集剤未添加知見をまとめる。
500mg/L
10ml/L時間時間1）ジャーテストにより、硫酸アルミニウムおよび高分子凝(min)(%)(min)(%)(%)
集剤ともに添加濃度の増加で n-Hex.濃度が減少し、最適凝集濃度を確認することができた。
3018.4578.188.42）UFB による浮上分離実験により、UFB のみで一定の油6020.2
1079.992.0
脂分離効果が確認され、凝集剤を添加するとさらにその90
17.5
1578.793.5
効果は高くなり、硫酸アルミニウムよりも高分子凝集剤の120
25.5
2085.893.2
方が分離効果は大きいことを確認することができた。
今後は、実際のグリストラップを想定した連続的な浮上分離実験を行うとともに、生物処理を組み合わせて、さらに機能性の高い処理方法の検討を行っていく予定である。なお、本研究は株式会社 Ligaric の受託研究で実施されたものである。
参考文献
1) 松浦拓実，矢野川昴生，山崎慎一，ウルトラファインバブルによるグリストラップ油脂分離における凝集剤添加の効果，第 7 回流域圏学会学術研究発表会，2017.970