JP2001259673A

JP2001259673A - 含油排水の処理方法

Info

Publication number: JP2001259673A
Application number: JP2000072593A
Authority: JP
Inventors: Akira Miura; 彰三浦; Toru Matsui; 徹松井; Toshio Iiyama; 利夫飯山
Original assignee: Petroleum Energy Center PEC; Japan Energy Corp
Current assignee: Japan Petroleum Energy Center JPEC; Eneos Corp
Priority date: 2000-03-15
Filing date: 2000-03-15
Publication date: 2001-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高濃度の油分を含有する排水を、そのまま生
物処理できるコンパクトな排水処理方法を提供する【解決手段】本発明は、排水に乳化剤を連続的又は間
欠的に添加後攪拌して、含油排水中の油分の少なくとも
80容量％を1〜100μmの粒子径に調整した後に、好まし
くは流動床型の生物処理装置を用いて、生物処理する含
油排水の処理方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油分を含む排水、
特には、レストラン、ホテルなどの厨房、食品工場、一
般家庭、各種ビルなどから排出される油分を含む排水を
生物的に効率的に分解処理する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般家庭下水、ホテル、レストラン、各
種ビル排水などの都市下水にはサラダ油、ゴマ油などの
植物油やラードなどの動物性の油分が含まれており、食
生活の変化に伴い、これらの油分は年々増加する傾向に
ある。このような下水に含まれる油分は、現在の標準的
な下水処理方法である活性汚泥処理では分解困難となる
場合があり、またその量が多くなると好気性微生物処理
において浮上して厚いスカムを形成し、処理槽や攪拌装
置に付着して装置運転の妨げとなる場合がある。そのた
め、現行の排水処理では、高い濃度の油分は浮上分離法
などによって処理の最初の段階で分離してしまうことが
多く、分離した油分含有汚泥は、従来そのまま廃棄する
か、焼却処分されていた。

【０００３】このような状況のもと、近年、担体に固定
化した微生物を利用し、流動床方式の処理によって厨房
排水などの油分を含む排水を処理しようとする試みが為
されており、油分濃度200mg/l以下の排水の処理につい
て、ポリプロピレン等の担体に微生物を担持した生物処
理装置を用いる方法が提案されている（特開平10-23538
4号公報及び特開平10-235385号公報）。しかし、この方
法を用いた場合でも、油分濃度が200mg/l以上になる
と、油分処理能が低下して、処理水中の油分濃度が高く
なることがわかった。このとき、排水処理装置内やポリ
プロピレン製担体上には、排水中の油分が微生物による
加水分解の結果生じた脂肪酸塩を主成分とする白色物質
の蓄積が認められ、この白色物質の蓄積が処理能低下の
一因と考えられる。

【０００４】また、活性汚泥型排水処理で膜分離装置を
使用する場合において、微生物活性助材として、界面活
性剤の１種であるサポニンを添加して含油排水を処理す
る方法が提案されている（特開平8-267095号公報）が、
この方法でも油分濃度としては200mg/l以下の比較的低
濃度条件に限られ、200mg/l以上の油分を含む排水では
明確な添加効果が認められなかった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように油分濃度20
0mg/l以下の含油排水の処理については、生物処理によ
って処理する方法も報告されているが、それ以上油分を
含有する排水では、浮上分離法などによって予め油分を
除去しなければ効率よく処理する方法ことは困難とされ
てきた。一方、食生活の変化に伴って排水中の油分含有
量は増加する傾向にあり、油分を生物処理で除去できる
コンパクトな排水処理方法の開発が喫緊の課題であっ
た。

【０００６】本発明は、かかる課題を解決したもので、
高濃度の油分を含有する排水を、そのまま生物処理でき
るコンパクトな排水処理方法を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の含油
排水の処理方法は、当該排水中の油分の少なくとも80容
量％を1〜100μmの粒子径に調整した後に、生物処理す
ることからなり、特には、前記油分の平均粒子径の調整
を、排水に乳化剤を連続的又は間欠的に添加後攪拌する
ことにより行い、さらに好ましくは、前記生物処理とし
て流動床型の生物処理装置を用いる。

【０００８】

【発明の実施の態様】本発明者は油分の乳化状態につい
て種々検討を行った結果、単に油分を排水中に乳化すれ
ば良いといったようなものではなく、乳化油の少なくと
も80容量％を1〜100μmの粒子径の範囲に調節してやる
と、油分濃度200mg/l以上の比較的高油分濃度の排水で
も、排水処理装置における処理水中の油分濃度が低くな
り、油分処理能が大幅に改善されることを見出した。ま
た、このような条件で処理すると、処理装置においてス
カムの形成や、白色物質の蓄積はほとんど認められない
ことがわかった。

【０００９】一方、排水中の油分のうち、粒子径が100
μm以上のものが20容量％を越え、静置すると直ちに油
分が水と分離してくるような状態では、油分処理能が悪
化することが明らかとなった。このような状況では、排
水処理装置内及び装置内に充填した担体上に脂肪酸塩を
主成分とする白色の析出物が処理時間の経過とともに漸
次蓄積してゆき、この白色物質の蓄積が、装置運転の妨
げとなるとともに、油分処理能低下の一因となることが
わかった。

【００１０】また、油分の粒子径が1μm以下のものが20
容量％を越える場合は、処理水中の油分濃度が高くな
り、処理能が低下することもわかった。その場合、微生
物と油分の接触は良好であるが、微生物への付着性が悪
く、乳化した油分がそのまま流出してしまうので、結果
として処理水中の油分濃度が高くなると考えられる。

【００１１】排水中の油分の少なくとも80容量％が1〜1
00μmの粒子径となる乳化状態を作るための方法として
は、界面活性剤の添加と、攪拌などの物理的な方法との
組み合わせが簡便で、特に好ましい。添加する界面活性
剤の種類は、後段の生物処理などに影響がなく、目的と
する乳化状態が得ることができるものであれば、一般的
な台所用洗剤など、各種界面活性剤、例えば、アルキル
ベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンア
ルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエ
ーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキ
シエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチ
レンソルビトール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステ
ル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキ
シプロピレンアルキルエーテル、ポリエチレングリコー
ル脂肪酸エステル、サポニン、レシチン等が利用でき
る。一方、排水中、特に厨房排水中においては、洗剤等
の界面活性剤が含まれていることが多く、攪拌など物理
的な方法のみで、目的とする乳化状態とすることができ
る場合もあり、そのような条件では、攪拌などの物理的
条件のみで目的とする粒子径に油分を乳化した後に処理
をしても差し支えない。

【００１２】排水中の油分の少なくとも80容量％を1〜1
00μmの粒子径とするための攪拌は、比較的激しい攪拌
を行う必要があり、攪拌羽根を利用した攪拌槽、噴流混
合機、スタティックミキサーなどの撹拌装置を用いて行
うとよい。この場合の攪拌条件は、排水中の油分濃度、
油分組成、界面活性剤濃度によって異なるため一概には
言えず、通常、攪拌条件と粒子径との関係のデータを実
験によって求めて、適宜選定される。乳化油の平均粒子
径は、例えば、光散乱法やコールターカウンター法によ
り測定でき、必要により体積粒子径分布を算出し、積分
することにより本発明の条件に合致するか否かを確認で
きる。

【００１３】本発明に示した、乳化装置の後段の排水処
理装置としては、生物を利用した処理装置であれば、ど
のような処理装置でも本発明の効果が期待できるが、一
般に流動床方式といわれる、流動性の担体を充填し、担
体上に微生物を保持させ、好気的に生物処理を行う装置
であることが、本発明の効果を出す上で、最も好まし
い。充填する担体としては、ポリウレタン、ポリエチレ
ン、ポリプロピレンなどの各種材質からできたスポンジ
状発泡体やフェルト状にからめて一部を加熱融着した熱
融着繊維などからなる担体が使用できる。担体の形状と
しては、10〜100mm角の略直方体或いは同程度の容積を
有する略球体等の様々な形状のものが使用できる。好ま
しくはポリプロピレン製で、特開平10-235384号公報に
示された担体（10〜100 mm角の略直方体熱融着繊維）が
望ましい。

【００１４】

【実施例】（実施例１）厨房排水（油分0〜200mg/l）を
滞留時間４時間で好気的に処理する容量400ｌの流動床
型生物処理装置に、強制的に乳化させた含油排水を連続
的に供給する乳化装置を設置した。乳化装置において、
油分（市販のサラダ油）、水、界面活性剤（市販洗剤）
を1：4：0.02の重量比でミキサーにより混合し、強制的
に乳化させた乳化油を連続的に流動床型生物処理装置に
供給した。一方、流動床型生物処理装置としては、馴養
操作により、あらかじめ担体上に微生物を保持させたポ
リプロピレン製の微生物固定化担体を当該装置の処理槽
中にその容積の30％充填した装置を用いた。乳化油の供
給量を変動させて生物処理装置に供給し、厨房排水の連
続処理を行った。その結果である油分容積負荷と処理率
の関係を図１に示す。油分容積負荷5.0kg/m³/日（油分
濃度として、833mg/l）までの負荷でも、油の処理率
（生物処理により除去できた油分の割合）は70％以上と
高い処理率であることがわかる。

【００１５】また、本条件と同等な乳化条件でミキサー
（回転数約3,000rpm）で乳化したときの油分の粒子径分
布を光散乱法により測定（Malvern Instrument社製、Ma
sterSizer Ｘを用いて測定）して体積粒子径分布を算出
した。その結果を図２に示す。本条件で調整した乳化油
に含まれる粒子径1〜100μmの範囲の油分は、図２から
求めると96.8容量％であった。

【００１６】（比較例１）上記処理装置に、油分（市販
のサラダ油）を直接添加し、油分が分離状態となってい
る条件で、実施例１と同様に連続処理を行った時の油分
容積負荷と処理率の結果を同じく図１に示す。この場
合、接触材（担体）及び処理槽内に白色の脂肪酸塩の析
出が認められた。油分容積負荷が１kg/m³/日でも、処理
率のバラツキが大きく、低い処理率にとどまっているも
のが多い。この結果から、実施例１で行った乳化処理が
排水処理装置の油処理能向上に大きく寄与していること
がわかる。

【００１７】（実施例２及び比較例２）あらかじめ汚泥
を馴養して微生物を付着させた1cm角のポリウレタン製
発泡担体を30％充填した3.6 l（リットル）の処理槽を
有する流動床生物処理装置を用い、酵母エキス0.2ｇ/
l、ポリペプトン0.2g/lを含み、油を乳化油（植物油：
水：洗剤＝1：4：0.2の混合物を、市販ホモジナイザー
を用いて回転数約1000ｒｐｍで乳化したもの）として添
加した排水（実施例２）、及び油を直接添加し、油の平
均粒子径が100μmより十分大きく油が分離状態となって
いる排水（比較例２）について、両条件とも油分濃度30
0mg/l、油容積負荷1.8kg/m³/日となるように排水中油分
濃度を調節し、それぞれ連続処理を行った。

【００１８】それぞれの担体への付着物重量を測定し
た。その結果を図３に示す。図３から分かるように、比
較例２では処理時間が経過するに従い、脂肪酸塩を主と
する付着物の増加が認められ、さらに継続して運転した
場合、担体の流動性の悪化や、微生物活性の低下が予想
されるが、実施例２ではそのような付着物の急激な増加
は認められなかった。実施例２の条件で調節した乳化油
の粒子径分布は図４に示す通りであり、粒子径1〜100μ
mの範囲のものが94.2容量％あった。

【００１９】（実施例３及び比較例３）実施例３では上
記実施例２と同様の条件で処理を行い、比較例３では油
を乳化するときに、モノミリスチン酸デカグリセリル：
グリセリン：植物油：水＝1：4：13：2で混合して、油
粒子径平均が1μm以下になるよう調製した以外は実施例
３と同様な条件で連続処理を行い、それぞれの処理水中
の油分濃度を経時的に測定した。その結果を図５に示
す。実施例３では、処理水中の油分濃度がほぼ30mg/l以
下であり、安定して油分処理が行われていることが分か
る。一方、比較例３では、処理水中の油分濃度が30mg/l
以上であり、良好な処理が行われていないことが分か
る。図６に比較例３の乳化油の粒子径分布を示す。この
乳化油は粒子径1〜100μmの範囲のものが30.2容量％あ
った。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明の処理方法は、排水
中の油分の少なくとも80容量％を平均粒子径1〜100μm
に調整した後に、生物処理するものであるから、200mg/
l以上の高濃度の油分を含有する排水でも、浮上分離法
等により油分を予め分離することなく、そのまま、安定
して生物処理できるという格別の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１及び比較例１における油分容積負荷と
処理率の関係を示すグラフである。

【図２】実施例１で用いた乳化油の粒子径分布を光散乱
法で測定したチャートである。

【図３】実施例２及び比較例２における付着物量の経時
変化を示すグラフである。

【図４】実施例２で用いた乳化油の粒子径分布を光散乱
法で測定したチャートである。

【図５】実施例３及び比較例３における処理水中の油分
濃度の経時変化を示すグラフである。

【図６】比較例３で用いた乳化油の粒子径分布を光散乱
法で測定したチャートである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者飯山利夫埼玉県戸田市新曽南三丁目17番35号株式会社ジャパンエナジー内Ｆターム(参考） 4D003 AA14 AA15 BA00 CA10 EA19 EA20 EA30 4D028 AB00 AB03 AC06 BA00 BB02 CA00 CB02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】含油排水中の油分の少なくとも80容量％
を1〜100μmの粒子径に調整した後に、生物処理するこ
とを特徴とする含油排水の処理方法。
【請求項２】排水に乳化剤を連続的又は間欠的に添加
後攪拌して、当該排水中の油分の少なくとも80容量％を
1〜100μmの粒子径に調整した後に、生物処理すること
を特徴とする含油排水の処理方法。
【請求項３】前記生物処理として流動床型の生物処理
装置を用いる請求項１又は２に記載の含油排水の処理方
法。