TW201345842A

TW201345842A - 含油脂排水之處理方法

Info

Publication number: TW201345842A
Application number: TW102111549A
Authority: TW
Inventors: Takaaki Tokutomi; Hideaki Shintou
Original assignee: Kurita Water Ind Ltd
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2013-03-29
Publication date: 2013-11-16
Also published as: WO2013146853A1; JP2013208559A; JP5880217B2

Abstract

本發明係提供以高效率淨化含油脂排水，有效率地自排水中之有機成份回收能源，進而，可達成甲烷發酵處理安定化、處理效率提升、甲烷發酵槽小型化、自含油脂排水之油脂分離效率提升、產生淤泥量減量化等之含油脂排水之處理方法。將含油脂排水，不使油脂與排水分離，於鹼性條件下進行酸生成反應，接著，於原本的鹼性條件下，進行甲烷生成反應為特徵之含油脂排水之處理方法。於填充樹脂製流動床載體之反應槽進行甲烷生成反應之含油脂排水之處理方法。

Description

含油脂排水之處理方法

本發明係關於食品工廠排水等之含油脂排水之處理方法。

如食品工廠排水(牛奶工廠、熟食工廠等)，將含許多油脂的排水，進行生物處理時，因為油脂附著於淤泥微生物，導致處理能力降低，所以進行加壓浮上裝置等之前處理以去除排水中的油脂，將分離油脂後之分離液，以活性淤泥法等之微生物處理進行處理，對於含油脂淤泥，採取另外處理的方式。自含油脂排水以加壓浮上裝置等分離油脂時，需要大量的凝聚劑。並且，所分離之含油脂淤泥成乳霜狀，操作性差。因此，此含油脂淤泥係以吸附劑處理，吸附油脂於吸附劑後，脫水廢棄。此時，因為含油脂淤泥含有未分解之有機物，產生臭氣亦成為問題。另外，關於產生的脫水淤泥，傳統上係以掩埋或焚化等處理，但因為焚化時有害物質產生，或掩埋地不足等，所以廢棄成本之增加亦成為問題。

作為不去除含油脂排水中之油脂，直接以排水處理系統處理的方法係有於調整槽或曝氣槽中，添加微生物製劑，於曝氣槽進行油脂分解的方法。

例如，於特開平6-246295號公報揭示於含油脂排水，添加脂肪酶，分解油脂後，進行厭氣(Anaerobic)性處理之方法。在此，作為脂肪酶之運作，已知係藉由脂肪酶，將油脂水解成甘油與高級脂肪酸之作用，將產生的高級脂肪酸，藉由高效率之β酸化成低級脂肪酸之作用。

甲烷發酵，亦即厭氣(Anaerobic)性消化係安定有機物、減量淤泥、回收能量、節省曝氣成本等之優點多，所以曾使用於含油脂排水或自含油脂排水分離的含油脂淤泥之處理(特開昭57-117380號公報、特開2001-321792號公報)。尤其，於特開2001-321792號公報揭示，作為有效的含油脂排水之處理方法，使自後段的好氣處理槽產生的剩餘淤泥與含油脂排水混合，將該排水直接進行甲烷發酵之方法。特開2001-321792號公報係記載於此處理中，藉由添加脂肪酶或導入微生物保持載體，添加用以抑制緩和高級脂肪酸之微生物體，提升處理性能。然而，使用含油脂排水之厭氣(Anaerobic)處理方法係油脂泡沫化而浮起時，油脂附著於顆粒，發生顆粒浮起，並且含油脂排水難以被微生物分解，所以有引起抑制微生物活動，於生物處理過程不被分解而殘留於處理水之問題之虞。

先前技術文獻專利文獻

專利文獻1：特開平6-246295號公報

專利文獻2：特開昭57-117380號公報

專利文獻3：特開2001-321792號公報

使用含油脂排水之厭氣(Anaerobic)處理方法係油脂泡沫化而浮起。並且，油脂附著於顆粒，發生顆粒浮起。進而，油脂本身分解亦有困難。

本發明係以提供以高效率淨化含油脂排水，有效率地自排水中之有機成份回收甲烷，進而，可達成甲烷發酵處理安定化、處理效率提升、甲烷發酵槽小型化、自含油脂排水之油脂分離效率提升、產生淤泥量減量化等之含油脂排水之處理方法為目的。

本發明之含油脂排水之處理方法係將含油脂排水，不使油脂與排水分離，於鹼性條件下進行酸生成反應，接著，於原本的鹼性條件下，進行甲烷生成反應為特徵者。

不以前處理分離含油脂排水之油脂部份，藉由直接於鹼性條件下進行酸生成，之後於原本的鹼性條件下，進行甲烷生成反應，可高效率地進行厭氣(Anaerobic)處理。

用以實施發明之最佳型態

以下係對本發明，進一步詳細地說明。

本發明中，所處理之含油脂排水係含有動植物油脂者，適用正己烷萃取物濃度範圍為100mg/L以上，以100~1000mg/L尤佳之含油脂排水。

不將此含油脂排水，分離油脂與水，導入酸生成槽，藉由使於pH8.0以上之鹼條件下反應，使正己烷萃取物(以下記載為n-Hex。)濃度為100mg/L以下，以30mg/L以下為宜。

酸生成槽之pH為8~12，特別是8~9，以8.5~9.0尤佳。為促進油脂部份的分解、乳化，雖然pH值高，效果高，但為使pH升高之藥品費用增加，所以進行控制於pH8.5~9.0附近係具經濟效益的。

酸生成槽之溫度為20~40℃，以25~35℃尤佳，HRT為2~24小時，以2~8小時尤佳。

藉由此酸生成槽之BOD容積負荷為1kg/m³/d以上，例如1~20kg/m³/d以上，為前述之HRT，可得到將油脂成份分解至醋酸等有機酸之酸生成處理水。另外，藉由於鹼條件下進行處理，將一部份油脂部份可溶化，有微生物反應容易進行之效果。

作為用以維持酸生成槽於如此pH值之方法，連續或間隔地測定酸生成槽內溶液之pH，添加氫氧化鈉、氫氧化鈣、碳酸鈣等之鹼成份以修正其變動之方法為宜。將厭氣(Anaerobic)處理之處理水進行曝氣，藉由脫碳酸反應提高pH，送回該水，作為鹼使用亦可。

動植物油脂(三甘油酯)係藉由最初存在於酸生成槽內之細菌產生的菌體外酵素(脂肪酶)，水解成脂肪酸及甘油。

因為脂肪酸之pKa大約為8左右之弱鹼性區，所以於中性區或酸性區存在作為非水溶性之游離脂肪酸，藉由微生物的分解性惡化。因此，比重輕的油脂成份靠近水面堆積，引起以脂肪酸為主體之泡沫產生。

然而，本發明係藉由保持此酸生成槽之pH於8.0以上之鹼性側，可水解動植物油脂成可溶性脂肪酸鹽，所以提升藉由微生物之分解效率，亦可抑制泡沫發生。

即使油脂濃度低之廢水(正己烷萃取物濃度未達100mg/L)時，藉由於如此鹼性pH條件下進行處理，成為酸生成菌中於鹼性區域優勢生長發育之細菌占有。

為維持酸生成槽之微生物量，亦可適當投入市售的微生物製劑或其培養物或活性淤泥。

酸生成槽中為進一步促進油脂分解，例如可另外添加油脂分解細菌、油脂分解真菌、脂肪酶等之油脂分解酵素、界面活性劑等，另外，亦可以機械攪拌等促進油脂分解。藉由如此操作，BOD容積負荷為5kg/m³/d以上之高負荷處理亦變得可能。

酸生成槽中高分子成份轉換成有機酸，此時生成分散狀菌體。分散狀菌體即使流入厭氣(Anaerobic)處理槽亦不堆積，與處理水流出。

經過酸生成槽的處理水係以不調整pH而送入厭氣(Anaerobic)處理槽為宜。

此厭氣(Anaerobic)處理槽係進行殘留有機成份之氧化分解及甲烷生成。

另外，厭氣(Anaerobic)處理槽中厭氣(Anaerobic)性原生動物增殖時係分散狀菌體為原生動物捕食。另外，原生動物於食物鏈中為高層生物，因增殖量(=剩餘淤泥)產生非常少，所以不發生因原生動物增殖之載體黏著、浮起。

厭氣(Anaerobic)處理槽填充非生物載體時，以容易調整比重、粒徑之樹脂製載體為宜。作為載體，大小為1.0~5.0mm，以2.5~4.0mm為宜，具有沈降速度為200~500m/h者為宜。另外，作為厭氣(Anaerobic)處理槽，可利用使用攪拌機等之完全混合型反應槽、藉由水流與產生氣體混合槽內之向上流式反應槽等。

本發明中亦可將厭氣(Anaerobic)處理水進行好氣處理。

1‧‧‧酸生成槽

2‧‧‧中繼槽

3‧‧‧厭氣(Anaerobic)處理槽

[圖1]實施例之流程圖。

實施例

以下係列舉實施例及比較例，進一步具體地說明本發明。

[實施例1]

如圖1所示，使用容量為18L之酸生成槽1、中繼槽2及直徑為15cm，高度為60cm，容量約為10L之厭氣(Anaerobic)處理槽3，以350L/d的水量處理下述水質之含油脂排水。

<原水水質>

SS：900mg/L

BOD：2700mg/L

n-Hex：400mg/L

CODcr：4060mg/L

通水條件係酸生成槽HRT6小時，厭氣(Anaerobic)處理槽HRT1.5小時。酸生成槽1中，添加鹼劑之NaOH直至成為pH=9.0。另外，藉由唧筒使槽內液循環攪拌。填充載體於厭氣(Anaerobic)處理槽3。載體的填充量相對於厭氣(Anaerobic)處理槽為40%。另外，加入2L之作為種淤泥之分散狀厭氣(Anaerobic)淤泥(10000mgVSS/L)。自厭氣(Anaerobic)處理槽3之上層介由篩網取出處理水。另外，送回部份處理水700L/d於中繼槽2。監視中繼槽2之pH，酸生成槽1之鹼添加手段發生故障時等，添加鹼於中繼槽2。酸生成槽及厭氣 (Anaerobic)處理槽之處理水之水質如表1所示。

如表1所示，於酸生成槽，BOD及n-Hex之去除率係分別為30%、90%。另外，關於SS係依菌體生成而些許增加。CODcr去除率約為26%。藉由使於鹼性條件下反應，雖可見到些許泡沫，但泡沫不堆積於水面，可以繼續運轉而無問題。

厭氣(Anaerobic)處理槽中，BOD及n-Hex對原水的去除率分別為93%、95%。另外，關於SS係依菌體生成而些許增加。CODcr去除率為82%。

[比較例1]

使用與實施例1相同的反應槽，設定酸生成槽之pH於中性區(7.0)，進行相同的試驗。

酸生成槽及厭氣(Anaerobic)處理槽之處理水之水質如表2所示。

如表2所示，於酸生成槽，BOD及n-Hex之去除率係分別為21%、23%。另外，關於SS係依菌體生成而些許增加。CODcr去除率約為14%。於中性條件下，油脂部份成為泡沫，發生泡沫堆積於水面，附著於電極等，成為問題的原因。

厭氣(Anaerobic)處理槽中，BOD及n-Hex對原水的去除率分別為63%、75%。雖以處理水可去除某程度之n-Hex成份，但此是油脂成份黏著於載體表面的原因。另外，關於SS係依菌體生成而些許增加。CODcr去除率為63%。因為油脂成份附著於載體槽，載體彼此黏著，不能安定地運轉。

由下述的實施例及比較例明顯顯示，依據本發明，不使油脂與排水分離，於鹼性條件下(pH8~9)進行酸生成反應，藉由原本鹼性條件進行甲烷生成反應，將可有效率地處理含油脂有機排水。

產業上利用性

使用特定的型態詳細地說明本發明，但於不脫離本發明之目的及範圍，相關業者明白可進行各種改變。

另外，本申請書係基於2012年3月30日所申請日本專利申請(特願2012-080519)，藉由引用其全體而使用。

1‧‧‧酸生成槽

2‧‧‧中繼槽

3‧‧‧厭氣(Anaerobic)處理槽

Claims

一種含油脂排水之處理方法，其特徵係將含油脂排水，不使油脂與排水分離，於鹼性條件下進行酸生成反應，接著，於原本的鹼性條件下，進行甲烷生成反應。
如申請專利範圍第1項之含油脂排水之處理方法，其係於填充樹脂製流動床載體之厭氣(Anaerobic)處理槽進行甲烷生成反應。
如申請專利範圍第1項之含油脂排水之處理方法，其中將部份甲烷生成反應後之處理水送回酸生成槽。
如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之含油脂排水之處理方法，其中於甲烷生成處理後，進行好氣處理。