JPH01155998A - 廃水中の油脂分除去法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、生活廃水中の油脂分を除く方法に関するもの
である。

〔従来の技術、問題点３ 人の生活活動に伴って排出される生活廃水には、例えば
、一般家庭下水、ホテル、レストラン、各種ビル廃水の
ほかに給食センターなどの調理場廃水などがあり、それ
らの廃水にはサラダ油、ゴマ油などの植物油やラードな
どの動物性の油脂分が含まれている。

従来、これらの生活廃水は、活性汚泥法により処理され
ることが多いが、活性汚泥法により蛍白質、炭水化物な
どは非常によく分解するが、油脂分は分解しにくい。油
脂分は油膜を形成し空気の流通を妨げるので、場合によ
っては微生物の活動を阻害する０例えば、代表的な生活
廃水の処理法である回転円板式活性汚泥処理法では、油
脂分による酸化雰囲気の劣化で微生物の活動が衰え、そ
の活性汚泥の機能を果たす円板上の濾過膜が生活機能を
失って脱落し、そのために活性汚泥性本来の目的である
ＢＯＤの除去が果たされないだけなく、脱落した濾過膜
がスライムとなって処理水を濁−すようになるので、回
転円板処理装置の後に、濁りを除くために、沈澱槽ある
いは濾過機を配装せざるを得ないというのが実態である
。また、最近、ビルやマンションあるいはホテルなどで
処理した廃水を再利用する目的で、活性汚泥処理装置に
半透膜などの浸透性の膜を併設する方法が普及してきて
いる。しかし、この場合、活性汚泥で処理しにくい廃水
中の油脂分は浸透膜に付着し、そのために膜の透過機能
は大巾に悪くなり、寿命を早める現象が生じている。生
物化学的廃水処理における油脂分の除去は、微生物の廃
水処理機能を健全に保つために不可欠なことなのである
が、これまで、これでよしとする方法がないままに今日
に至っている。例えば、水酸化アルミニュウム、水酸化
鉄などの吸着活性を利用して油脂分を除去する方法があ
るが、油脂分の処理後にスラッジが多量に残留し、その
濃縮脱水等に手間がかかるので、コストが高価となり、
敬遠されている。また、浮上装置を用いて油脂分をスカ
ムとして浮上させ、スキーマ−で掻取って除去する方法
があるが、掻取ったスカムの処理が容易でないほか、浮
上装置が大きくて占有面積が大きいという欠点がある。

さらに、浮上したスカムが装置外に飛散して周囲の環境
を損なうという欠点もある。また、油分を分解摂取して
繁殖するリパーゼなどの酵素を含油廃水に添加して油を
除去する方法があるが、菌類を添加しただけでは廃水中
の油の全部が除去されるに要する時間が長く、特に表面
に浮漂し停滞している廃水溜コーナーの油分は油膜を形
成して菌類の活動に抗し容易に分解しない。あるいは分
解しても、その過程でピッチ状の９％物を形成し、それ
がデポジット（析出物）となって廃水流送のポンプサク
ションを閉塞するような障害を招くこととなる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、かかる現状に鑑み、油脂分を含む廃水に油脂
分解菌を加え、通気して流動させると共に、その水面を
揺動させることを特徴とする廃水中の油脂骨除去法であ
る。

廃水に油脂分を分解する油脂分解菌を単に添加するだけ
では脱油の目的は果たされず、油脂分解菌を添加しなが
ら、あるいは添加してから廃水を流動させるだけでなく
、廃水の表面を叩くように激しく揺動させて、廃水中の
みならず廃水の表面の油脂分を細かく分散させることに
よって、油脂　　。

分解菌との接触を促進せしめることによって、はじめて
脱油の目的が完全に果たされるのである。

本発明は、このように廃水中の油脂分（サラダ油、ごま
油、ラードなどの動植物性油脂分）を分解する突然変異
菌などの菌類を廃水に添加することと、菌類の添加され
た廃水を流動させると共に、その水面を激しく即くよう
に揺動させることとから成る含油廃水の処理法であって
、従来の方法のように多価金属水酸化物（フロック）に
よる単純な吸着作用を利用する方法あるいは単なる油脂
分解酵素による単一操作と異なり、油脂分解菌類（酵素
も含めて）の働きに廃水の流動と表面水の揺動も加えて
、これらの相互作用によって廃水中の油脂分を除去する
複合操作の点において、従来法と大きく相違する。

次に、本発明にもとづく廃水中の油脂分の除去法を、第
１図に従って詳細に説明する。

油脂分を含む被処理廃水を導入せしめる原水槽ｌにはエ
アレータ−６が配装されており、原水槽１に導入された
廃水はエアレータ−６によって吹き込まれる空気によっ
て比重差を生じて槽内を流動し旋回する。この旋回流動
する廃水に、油脂分解菌を添加する。

本発明に使用する菌類は油脂状基質を加水分解する酵素
あるいは細菌・酵素凝縮物またはそのような酵素を分泌
する突然変異体細菌などである。

油状基質を加水分解する酵素およびそのような酵素を分
泌する細菌であれば、いずれのものでも使用できるが、
廃水中に含まれる油脂分が牛脂などの高融点の基質の場
合は、その融点以上で働く高温反応性かつ耐熱性のもの
、例えばシュウトモナス・セパシア等が望ましい。本発
明で採用する突然変異体細菌とは、自然から採取して培
養育成し、コロニー形成後、選択分離して分解能を確認
した菌種に紫外線、放射線あるいは変異誘発剤を加えて
プラスミド（核外遺伝子）の遺伝子配列を変えて突然変
異菌としたものである。ミクロープマスターズ　Ｉｎｃ
、社製のパース・バイオ・ミックスなどの商品はこのよ
うな一連の操作を繰り返して油分に対する分解能を向上
させ大量培養して凍結乾燥させたもので、それに各種栄
養剤と補足酵素のほか微生物担体としての麦ぬかなどが
含まれている。これらの菌類の添加量は、例えば、１グ
ラム当たり全バクテリヤ数３０億個を含む場合（例えば
市販商品パース・バイオ・ミックス）には、初期には５
〜２００ｍｇ／ｊ！、望ましくは５〜５０■／ｌであっ
て、その後は菌の効力の減退状況を見ながら継続投入す
るが、大体１週間に一度０．５〜１００■／２、望まし
くは０．５〜５１ｇ／Ｐ程度である。油脂分解菌は、通
常、乾粉状であるので、添加する前に油脂分解菌のおよ
そ５倍重量の水を加えて練りペースト状にして数時間（
大体４時間以上）おいて廃水に添加する。

油脂分解菌の添加された廃水を汲上ポンプ２で汲上げて
高水位の流量調整槽３に送る。汲上ポンプ２は少なくと
も揚程が３ｍ以上の揚程（吐出圧にして０．３　ｋｇ　
／　ｃｉ以上）で処理水量の５倍以上の余裕ある送水量
を利用してエジェクター４に送水の一部を送り、エジェ
クター４の吐出圧で原水槽１の水面を激しく叩く。この
とき、エジェクター４からの吐出に伴う減圧による吸気
作用によって、エジェクター４から吐出される水は大量
の空気を含んでおり、この空気が菌の活力を助勢し、か
つ原水槽１の水面の揺動による油脂分の細分化効果を促
進する。流量調整槽３は操作の初期には前記槽３の出口
のバルブ８を閉鎖し、汲上げポンプ２で送られてくる水
の全量をオーバー・フロー管５を用いて原水槽１に戻す
。水位差を有するオーバー・フロー水によって原水槽内
の含油廃水の水面の揺動による油脂分の細分化効果が促
進される。

このように菌の添加された含油廃水をポンプ２で汲上げ
て高水位の流量調整槽３に送り、全量を再び原水槽１に
戻すことを初期操作として数時間繰り返し、その間にエ
ジェクター６を作動させると、菌の働きは活発になって
、廃水中の油脂分は減少する。油脂分の減少が進行した
ら流量調整槽３の出口のバルブ８を流量調整をしながら
開いて処理水を逐次送り出して継続操作に入る。継続操
作後は間欠的に菌を補充しながらエアレータ−６を作動
させ、さらにエジェクター４とオーバー・フローを利用
して空気を補給しながら廃水を流動させると共に、水面
を激しく揺動させて死角のないように保持する。

原水槽内の廃水中の溶存酸素は、０．とじて０゜３〜３
．０　ｍｇ／　１を保持し得るようにエアレータ−６お
よびエジェクター４を作動すればよく、この値はエアレ
ータ−６が槽内の水を旋回させ、エジェクター４が水面
を叩いて死角（動かない水面）のないようにする働きを
最小限（ギリギリの線）・　　で果たすときでも十分に
得られる値である。エアレータ−６およびエジェクター
４はそれぞれの目的が最小限ギリギリの線で果たされる
ように操作するのがよく、過剰運転はエネルギーの損失
となり無意味である。

以上の具体的処理法の説明で明らかなように、本発明は
、■油脂の基質分解性機能を持つ菌（例えば変異微生物
、商品名パース・バイオ・ミックスなど）を廃水に添加
し、■菌の添加された廃水を流動せしめ、かつ■水面を
激しく波動して死角を生ぜしめない３つの要素を具備し
た油脂分を含む廃水の脱油処理法で、その利点は次の通
りである。

■油脂分は基質分解によって除去されるから、従来の凝
集吸着による脱油法よりも油分に対して根本的に働いて
リークや残留物がない。

■従来の凝集吸着法では沈澱分離方式でも浮上分離方式
でもスラッジやスカムを生じ、その処理が困難であるが
、本発明ではスラッジやスカムを生ずることがない。

■活性汚泥処理装置の前に本発明の装置（第１図参照）
を前処理施設として設置すると、油脂分が除去されるの
で、活性汚泥処理装置の機能は向上し、特に回転円板式
の活性汚泥処理装置では円板から濾過膜の脱落がなくな
り、後処理として付設していた凝集沈澱槽あるいは固液
分離の清澄槽も大巾に縮小できる。

■活性汚泥処理装置と本発明の装置とを組み合わせると
、酵素、バクテリヤ原生動物の食物連鎖が成立し、生物
化学的汚水浄化作用は一段と向上し、しかも活性汚泥処
理だけの場合と比較して、汚水浄化作用に伴う余剰汚泥
の発生量が極めて少ない。

■従来の物理的脱油装置では油分をノルマルヘキサン抽
出値で０．１ｍｇ／Ｉ！、以下にすることは難しい。

本発明では油分を０．１ｍｇｚｌ以下はとんどＯにする
ことができるから油脂分の固結現象が全くない。

実施例１ 表１に示す配合割合で作った人工下水の水質は表２の通
りである。

表１　　人工下水の組成 表１に示す配合のもの４８．９　ｇを１２の水に溶解し
、溶解後７０倍に希釈する。希釈水７０Ｉ！にサラダ油
１０．５　ｇを加えて十分に撹拌する。こうして得られ
た人工下水の分析値は次の通りである。

表２　　　人工下水の水質 第１図に示す構成の処理能力２Ｉ！、７分の実験装置で
、回分法で実験を行った。最初に、表２に示す水質の人
工下水６０ｆｆｉを直径４２ＣＩｌΦ、高さ６５Ｃ１の
原水槽ｌに入れ、原水槽ｌ内のエアレータ−６（圧送空
気による槽内水の旋回撹拌装置）を作動して廃水を流動
させる。また、汲上げポンプ２を作動して２０２／分の
割合で原水を汲上げ、立ち上がり配管の１．５ｍの位置
に配置した分岐パルプ７を開いて廃水の一部を５１／分
の割合で分流し、その水でエジェクター４を作動させ、
負圧（水柱５ａｉ）で空気を吸い込ませると同時に、１
分間５Ｉ！、の水量を原水槽１の水面に叩きつけ、水面
に波動を生せしめる。このエジェクター４の作動とエア
レータ−６の運転によって、原水槽１内の廃水は、水中
および水面のいずれにもデッドスペース（動かないまた
は波動のないところ）が生じないように充分に流動する
。！Ｍ！／分の水量をエジェクター４に分岐した後の汲
上げ廃水（１５１／分）は地上から２．５ｍ上の流量調
整槽３に送るが、流量調整槽３の出口（処理水送り出し
バルブ）は閉止しておくので、流量調整槽３に送り込ん
だ汲上げ廃水の全水量（１５’ｊ！／ｍ）は、そのまま
オ、−バーフロー管５を通って原水槽１に戻る。

水位差が約２ｍあるので、原水槽ｌに落下するオーバー
フローの水が原水槽ｌに戻入することによって原水槽１
内の廃水はより一層揺動し、かく乱される。こうした状
態で、油脂分解菌（商品名をパース・バイオ・ミックス
といい、シュードモナス系の突然変異バクテリヤに微生
物担体としての麦ぬかと各種栄養剤とが含まれている。

全バクテリヤ数は１ｇの商品当たり３０億個）を、原水
槽ｌの６０ｆｆｉの廃水に６ｇ添加する。６ｇの油脂分
解菌（商品名パース・バイオ・ミックス）は予め３０ｃ
ｃの水に添加し撹拌して十分水に分散させた後、５時間
放置したものを使用した。菌を添加して運転を継続した
ときのオーバーフロー水（流Ｍｍ整槽の出口でサンプリ
ング）の除油率は第２図の実線で示す通りであった。菌
が活動を開始する４時間までは、まだ除油現象が見受け
られないが、５時間を過ぎると急、速に除油率が向上し
、１２時間で９５％、そして１６時間でほとんど１００
％の除油が果たされ、残油分は痕跡程度になった。

比較例１ 実施例１において、油脂分解菌を実施例１と同一量添加
する一方、実施例１で行ったようなエアレータ−および
エジェクターの運転そして流量調整槽から水位差を生か
したオーバー・フローｉ作を行わないで、菌の生育に必
要な酸素（溶存酸素として３〜５■／ｆｌ）を散気管を
使って原水槽１に吹込むという条件下で行ったところ、
第２図の点線で示すように除油効果は実施例１の場合に
比べてかなり劣り２４時間を経過しても、除油率は３０
％に至らなかった。特に水面で油分と油脂分解菌とが接
合してピッチ状の浮かすを作り、そのために油脂分解菌
は油膜に封ぜられて働きが不活発となる。この点が除油
効果に太き（影響した（撹拌して油膜を分散させると、
急速に油分の除去反応は進んだ）。　なお、実施例１に
おいて、菌を添加し、エアレータ−６を運転して、空気
を加えながら流動撹拌して、エジェクターおよび流量調
整槽への廃水の循環を行わなかった場合には、菌の脱油
活動の開始時期は実施例の場合より１時間はど遅れ、は
ぼ完全に除油が果たされるに要する時間が実施例１の１
６時間に対して３６時間と大巾に遅れた。このことから
、エジェクターおよび水位差を有するオーバーフローに
よる原水槽水面の波動によるデッドフェース（動揺しな
い静止面）の解消とエアーを抱いた水が水位差をもって
水面に落下して油膜を細かく分散させて菌と油とが接合
してつくるピッチトラベルを起こさないようにすること
が菌を使う除油操作には不可欠の要因であることが分か
った。

実施例２ 給食センターの献立別の廃水中に含まれる油脂分は表３
の通りであった。

表３ □　　　これら献立別廃水を実施例１に使用した第１図
に示す構成に成立つ処理能力２２／分の実験装置の原水
槽に６０ｆｆｉ入れて、実施例１と同一方法で実験して
表４の成績を得た。

表４ それぞれ献立によって、使用する油脂の種類は異なるが
、本発明に従って処理すると、油脂の種類の如何を問わ
ず処理後に残る油脂分はいずれの場合も０．１■／ｊ２
以下であった。

比較例２ か性ソーダでＰＨを１０．５とし、塩化第２鉄をフロッ
ク生成剤として加圧浮上の従来方式で処理した成績は表
５の通りで、いずれも処理後に残る油脂分は０．１■／
Ｉ１．以上で、特にサラダと焼飯の場合の廃水（調理場
廃水）は３１ｇ／１以上であった。

表５ なお、加圧浮上方式では廃水１２当たり０．００２１の
スカムが生じ、本発明のように全く発生しない場合と比
較すると、その処理が大変厄介であった。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、油脂
分をほとんど完全に分解して除去するので、スラッジな
どの残留物がなく、スカムを生じない。従って、従来法
のような後処理は不要である。しかも効率良（処理でき
るので、活性汚泥処理装置などと組み合わせると、生物
化学的浄化作用は一段と向上する。脱油を従来法によう
に薬剤（酵素など）だけに頼らず空気を使う仕組みにな
っているので、実用上における経済的効果は極めて大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す概略図、第２図は実施例１と比較例１における経過時
間と除油率との関係を示すグラフである。 特許出願人　　　　　熊　沢　敬　合 同　　　構内弘雄 ・〜１゛−７・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油脂分を含む廃水に油脂分解菌を加え、通気して流動さ
   せると共に、その水面を揺動させることを特徴とする廃
   水中の油脂分除去法。