CN101691255A - 含油脂的废水的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供含油脂的废水的处理方法，该方法在含有高浓度油脂的废水的活性污泥处理中，在良好保持出水水质的同时，可以充分抑制污泥的产生量。在曝气槽内用活性污泥处理含油脂的废水的方法，其中，在曝气槽和返送污泥的至少一个中添加包含水解型单宁的化合物，并在保持其在曝气槽内的浓度为10ppb～1ppm的同时进行处理。

Description

含油脂的废水的处理方法

技术领域

本发明涉及生活系废水、畜产废水、水产加工废水或各种工业废水等含油脂的废水的处理方法，更具体地说，本发明涉及含油脂的废水的处理方法，该方法在良好保持含油脂的废水的处理水质的同时可以减少剩余污泥。

背景技术

以往，作为含油脂的废水的生化处理方法，采用通过含有好氧性微生物的活性污泥处理有机性废水的活性污泥法。由于该方法具有净化能力高、处理经费相对较少等优点，提出了利用该方法的各种方法，并在污水处理场、工业废水处理等中广泛使用。

在上述活性污泥法中，通常，如图3所示，在流量调节槽1等中将有机性废水均匀化等之后，将有机性废水导入曝气槽2内，在该曝气槽2内用活性污泥分解有机性废水中的有机污浊成分以进行、净化处理。此时，分解的有机污浊成分中的40～70％作为微生物的细胞维持能量而被消耗，剩余的30～60％在菌体增殖中而被使用，因而活性污泥的量逐渐增加。因此，通常，如图3所示，在曝气槽2内处理的有机性废水移送到沉淀槽3中，然后，从沉淀的活性污泥中，仅仅将有机性废水净化处理所需必要量作为返送污泥4而返回到曝气槽2内，除此以外的活性污泥作为剩余污泥5除去。这样，在利用活性污泥的有机性废水的处理方法中，产生大量的剩余污泥5，但这种剩余污泥5会释放恶臭，另外，由于含水率高、脱水性差等原因，非常难以处理，在通过活性污泥法净化处理含油脂的废水时，剩余污泥5的处理常常成为问题。

对此，作为目前常用的剩余污泥的处理方法，可以列举如下方法：将剩余污泥脱水、将脱水后的固体成分焚烧或者作为工业废弃物填埋处理等。

然而，在所述方法中，由于剩余污泥量多，具有处理成本显著增高的问题。目前的污泥处理费为每1m³高达2～3万日元，并且该处理费今后有进一步增高的倾向，并具有难以确保填埋处理场所的问题。另外，污泥的焚烧使焚烧炉的温度降低而成为二噁英产生的原因，因此这也是令人担忧的。

此外，近年来，为了减少剩余污泥量，已知有如下方法：将剩余污泥的一部分通过臭氧处理而溶液化，将该溶液化的污泥导入到曝气槽内进行好氧性处理的方法等。如图4所示，在好氧性处理系统21的曝气槽22内导入被处理液26、返送污泥27和臭氧处理污泥32，并与曝气槽22内的活性污泥混合而进行好氧性处理。混合液28在固液分离部23进行固液分离，分离污泥29的一部分作为返送污泥27返送到曝气槽22，另外一部分作为抽出污泥30导入到酸发酵处理槽24内，在厌氧性条件下进行酸发酵处理。将酸发酵处理污泥31导入到臭氧处理槽25内，进行臭氧处理，将臭氧处理污泥32导入到曝气槽22内进行好氧性处理。

通过如上所述方案，可以用很少的臭氧消耗量有效分解污泥而进行好氧性处理，由此可以抑制剩余污泥的生成(参照专利文献1)。

然而，所述方法虽然可以减少相当一部分剩余污泥，但特别是需要设置臭氧发生装置。因此，设备费用和运转费用升高，处理成本增加，因此在经济上是不利的。此外，溶液化的污泥再次导入到曝气槽内，因此存在处理水质恶化的倾向。

另外，在用活性污泥法处理有机性废水的方法中，已知有一种有机性废水的处理方法，该方法为将含有选自有机酸金属盐和多酚类中的至少一种的化合物在曝气槽内的浓度保持在1ppb～1ppm。

根据该方法，在维持与以往同等的处理水质的同时，可以大幅减少剩余污泥的产生量，减轻了剩余污泥处理场地难以确保和处理花费的费用的问题，另外，可以防止由于处理污泥的废弃造成的环境的恶化。再有，与其它方法相比，不需要大规模装置和设备，可以以低成本完成(参照专利文献2)。

专利文献1：日本特开平7-88495号公报

专利文献2：日本特开2003-47985号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献2中所公开的方法不需要特别的装置，处理水质也能保持与以往同等性能，且有机性废水中的污泥减少效果优异。然而，随着近年来生活环境的变化，有机性废水中的油脂含有率进一步提高，寻求含有大量高浓度油脂的有机性废水的处理的进一步改良。

本发明基于以上问题点而做出，其目的在于，提供一种含油脂的废水的处理方法，在含有高浓度油脂的废水的活性污泥处理中，在良好保持出水水质的同时，可以充分抑制污泥的产生量。

用于解决问题的方法

本发明人发现，通过将即使在油脂的影响下对活性污泥中的细菌和菌类也能促进自氧化作用的化合物在曝气槽内的浓度控制在特定范围内，可以良好地保持出水水质，并且可以显著抑制污泥的产生量，从而完成了本发明。

本发明的第一要点为一种含油脂的废水的处理方法，该方法为在曝气槽内用活性污泥处理含油脂的废水的方法，其特征在于，在工序中添加水解型单宁，并保持其在曝气槽内的浓度为10ppb～1ppm，且包含下述方案作为优选方案。

前述含油脂的废水的油脂浓度为10ppm～10000ppm。

在曝气槽和返送污泥的至少一个中添加前述水解型单宁。

将有机酸和有机酸金属盐中的至少一种与前述水解型单宁混合。

另外，前述有机酸或有机酸金属盐为选自苹果酸、醋酸、苹果酸钠和醋酸钠中的至少一种。

作为前述水解型单宁和有机酸、有机酸金属盐的含量，以10～90重量％水解型单宁、0～90重量％有机酸、0～90重量％有机酸金属盐的范围混合。

发明效果

由于本发明中的含油脂的废水的处理方法为如以上说明的那样的技术方案，因此获得了以下的优异效果：

(1)在维持与以往同样的良好处理水质的同时，可以将产生的剩余污泥量减少至约以往的一半。

(2)通过将有机酸和有机酸金属盐中的至少一种与低浓度的水解型单宁混合，可以防止水解型单宁发生腐坏。

(3)通过将有机酸与水解型单宁混合，可以抑制尤其在低温下保存时所担心的盐的生成。

(4)通过将剩余污泥量消减至约以往的一半，可以降低对污泥处理设备的负荷和成本。

(5)能够降低污泥引起的恶臭，并且避免了剩余污泥处理场地难以确保和由于处理污泥的废弃造成的环境恶化。

附图说明

图1是示出了水解型单宁添加浓度与污泥增加率和处理水质(剩余化学需氧量(COD，chemical oxygen demand))的关系的图。

图2是示出了水解型单宁添加浓度100ppb、缩合型单宁添加浓度100ppb时各自的废水中油脂浓度与污泥增加率的关系的图。

图3是普通的有机性废水的处理流程图。

图4是以往的有机性废水的处理流程图。

附图标记说明

1流量调节槽

2曝气槽

3沉淀槽

4返送污泥

5剩余污泥

21好氧性处理系统

22曝气槽

23固液分离部

24酸发酵处理槽

25臭氧处理槽

26被处理液

27返送污泥

28混合液

29分离污泥

30抽出污泥

31酸发酵处理污泥

32臭氧处理污泥

具体实施方式

本发明的含油脂的废水的处理方法的基本方案与以往的活性污泥法相同，例如按照图3所示的流程图进行，但在本发明中，其具有特征在于，在工序中添加水解型单宁，其结果，可以大幅降低输送到污泥处理工序中的剩余污泥5。

本发明中，水解型单宁是指：多元酚酸与多元醇进行酯结合而成的化合物，是通过酸或碱、酶等水解的单宁。此外，缩合型单宁是指：多个分子的儿茶素类缩聚而成的单宁。

以下用图1和图2来说明本发明的实施方案，然而，本发明不限于该实施方案是不必说的。图1为表示水解型单宁添加浓度与污泥增加率和处理水质(剩余COD)的关系的图。图2为表示水解型单宁添加浓度100ppb、缩合单宁添加浓度100ppb时各自的废水中油脂浓度与污泥增加率的关系的图。

在本发明中，作为即使在油脂的影响下对于活性污泥中的细菌和菌类也具有自氧化作用的化合物，使用水解型单宁。水解型单宁在曝气槽内的浓度保持为10ppb～1ppm，优选保持为50ppb～500ppb。

在曝气槽内的水解型单宁的浓度小于10ppb时，基本上没有减少污泥产生的效果，因此，为了发挥效果，水解型单宁浓度优选为10ppb以上，为了成为活性污泥的杀菌剂以及不使出水水质恶化，水解型单宁浓度优选为1ppm以下。

对保持水解型单宁在曝气槽内的浓度的方法没有特定限制，然而，从污泥在曝气槽中增殖、水解型单宁在该过程中更有效地起作用的观点来看，优选的是，通过将水解型单宁添加到曝气槽和返送污泥的至少一个中来保持浓度。流量调节槽具有为了按一定比例将流入废水移送到曝气槽内而短暂滞留的功能，所以由流量计读取流入废水量，可以根据该流量定量地添加水解型单宁。

即使在不含油脂时，水解型单宁也具有消减污泥的效果，但尤其在被处理液中含油脂时发挥了显著效果。被处理液中所含有的油脂含有浓度能够在10ppm～10000ppm的宽范围内使用，但本发明为了发挥显著的效果，优选为10ppm以上，另外为了防止油脂成为阻塞活性污泥自身的原因、水解型单宁难以对活性污泥发挥作用，优选为10000ppm以下。由于这些原因，废水中的油脂含有浓度更优选为1000ppm以下，在废水中含有大量油脂时，可以通过润滑脂分离器(grease trap)、加压浮上装置除去油脂而调节至适当的浓度。

虽然水解型单宁具有杀菌作用，但由于担心在低浓度下发生腐坏，并且需要在现场单独配制水解型单宁，费工费时，缺乏实用性。因此，通过将有机酸或有机酸金属盐与水解型单宁混合，可防止发生腐坏，同时，尤其通过混合有机酸，还可以抑制在低温下保存时所担心的盐的生成。对混合的有机酸和有机酸金属盐没有特定限制，优选的是苹果酸、醋酸、苹果酸钠和醋酸钠，作为水解型单宁与有机酸、有机酸金属盐的含量，可以以10～90重量％水解型单宁、0～90重量％有机酸和0～90重量％有机酸金属盐的范围混合。

不清楚本发明的详细作用机制，但水解型单宁对活性污泥产生的蛋白质为主成分的聚合物表现出收敛作用，水解型单宁中含有的多酚酸与该聚合物牢固结合而使其改性，且好氧性的细菌和菌类所必需的氧气的移动速度提高，因此与以往相比，活性污泥中的自氧化能力增强，其结果，虽然水质与以往相同，但产生的污泥量大大减少。

实施例

以下说明本发明的实施例，然而，本发明不限于这些实施例。

实施例1

污泥在处理含油脂的废水的工序中的曝气槽内增殖。换而言之，将含油脂的废水作为营养源投入到曝气槽内，培养污泥。因此，在这里，将锥形烧瓶当作曝气槽，进行污泥的培养。方法为：在200ml的锥形烧瓶内，投入含油脂的废水，所述含油脂的废水包括10ml的预先配制的由葡萄糖和多聚蛋白胨构成的废水(COD 5320mg/l)和以定容后的浓度为120mg/l的量添加的色拉油。接着，添加70ml的驯化三个月的活性污泥(5800mg/l)，并添加水解型单宁以使定容后的浓度为1ppb，用蒸馏水定容至总量为100ml，在20℃、130rpm的条件下进行24小时的旋转震荡培养。

实施例2～5

添加浓度10ppb、100ppb、1ppm、10ppm的水解型单宁，进行与实施例1同样的实验。

比较例1

不添加水解型单宁，进行与实施例1同样的实验。

表1

	实施例1	实施例2	实施例3	实施例4	实施例5	比较例1
							水解型单宁(ppb)	1	10	100	1000	10000	0
培养前的污泥浓度(mg/l)	4060	4060	4060	4060	4060	4060
							培养后的污泥浓度(mg/l)	4700	4656	4475	4435	4388	4730
污泥增加浓度(mg/l)	640	596	415	375	328	670
							污泥增加率(％)	96	89	62	56	49	100
剩余COD(mg/l)	8.9	7.7	7.9	14.2	28.5	8.6

实施例1～5和比较例1的培养后的污泥浓度与剩余COD的测定结果在表1中示出。另外，图1所示为将该表的数值图表化了的图，表1中的污泥增加率根据下述式(1)计算，污泥增加率100％是比较例1的污泥增加率。

数学式1

MLSS(s)：培养活性污泥之前的污泥浓度

MLSS(b)：使用含油脂的废水培养活性污泥后的污泥浓度(不添加水解型单宁)

MLSS(m)：使用含油脂的废水培养活性污泥后的污泥浓度(添加水解型单宁)

其中，对于MLSS(m)，在不添加水解型单宁时，MLSS(m)＝MLSS(b)。

从图1可以看出，在添加水解型单宁时污泥产生减少的效果是在10ppb以上被确认的，然而，在水解型单宁的添加浓度超过10ppm时，处理水质恶化，因此，在保持与以往同样的处理水质性能的同时减少污泥产生的效果是在10ppb～10ppm被确认的，在50ppb～1ppm的范围内效果是特别显著的。

实施例6

在200ml的锥形烧瓶内，投入含油脂的废水，所述含油脂的废水包括10ml的预先配制的由葡萄糖和多聚蛋白胨构成的废水(COD 5320mg/l)和以定容后的浓度为0～200mg/l的量添加的色拉油，接着，添加70ml的驯化三个月的活性污泥(5800mg/l)，并添加水解型单宁以使定容后的浓度为100ppb，用蒸馏水定容至总量为100ml，在20℃、130rpm的条件下进行24小时的旋转震荡培养。

比较例2

代替水解型单宁，添加100ppb的缩合型单宁，进行与实施例6相同的实验。

比较例3

不添加水解型单宁或缩合型单宁，进行与实施例6相同的实验。

实施例6、比较例2和比较例3的培养后的污泥增加率在图2中示出。图2中的污泥增加率根据下述式(2)计算，污泥增加率100％设定为比较例3中油脂浓度为0mg/l时的污泥增加率。

数学式2

MLSS(s)：活性污泥培养之前的污泥浓度

MLSS(b)：使用不含油脂的废水培养活性污泥后的污泥浓度(不添加各种单宁)

MLSS(m)：使用含油脂的废水培养活性污泥后的污泥浓度(添加各种单宁)

其中，对于MLSS(m)，在不添加各种单宁、油脂浓度为0mg/l时，MLSS(m)＝MLSS(b)。

从图2可以看出，在比较例3中不添加单宁时，随着含油脂的废水的油脂浓度增加，污泥增加率也增高。在油脂浓度为200mg/l时，污泥增加率变为140％。另一方面，可以看出，在比较例2中使用缩合型单宁时，随着含油脂的废水的油脂浓度的增加，污泥增加率也增高，然而与比较例3相比，污泥有消减的倾向。然而，随着油脂浓度增高，与比较例3的差异减少，在油脂影响下，污泥消减效果减小。另一方面，可以确认，在实施例6中添加水解型单宁时减少污泥产生的效果在一般食品加工废水的油脂浓度范围内是具有充分的消减效果的。

Claims (6)

1.一种含油脂的废水的处理方法，该方法为在曝气槽内用活性污泥处理含油脂的废水的方法，其特征在于，在工序中添加水解型单宁，并保持其在曝气槽内的浓度为10ppb～1ppm。

2.根据权利要求1所述的含油脂的废水的处理方法，其特征在于，前述含油脂的废水的油脂浓度为10ppm～10000ppm。

3.根据权利要求1或2的任一项所述的含油脂的废水的处理方法，其特征在于，在曝气槽和返送污泥的至少一个中添加前述水解型单宁。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的含油脂的废水的处理方法，其特征在于，将有机酸和有机酸金属盐中的至少一种与前述水解型单宁混合。

5.根据权利要求4所述的含油脂的废水的处理方法，其特征在于，前述有机酸或有机酸金属盐为选自苹果酸、醋酸、苹果酸钠和醋酸钠中的至少一种。

6.根据权利要求4或5的任一项所述的含油脂的废水的处理方法，其特征在于，作为前述水解型单宁与有机酸、有机酸金属盐的含量，以10～90重量％水解型单宁、0～90重量％有机酸、0～90重量％有机酸金属盐的范围混合。

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