JP2002126785A

JP2002126785A - 油脂含有排水処理方法および装置

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Publication number: JP2002126785A
Application number: JP2000329749A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Nakanishi; 康雄中西; Tomoyuki Matsuda; 智之松田; Katsuto Yamada; 克仁山田; Tomio Terano; 富雄寺野; Akihiko Tamura; 昭彦田村; Shinsuke Sakata; 晋祐坂田
Original assignee: SUIKO ENGINEERING KK; Moriroku KK
Current assignee: SUIKO ENGINEERING KK; Moriroku KK
Priority date: 2000-10-30
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2002-05-08

Abstract

(57)【要約】【課題】動植物性油脂を含んだ油脂含有排水より前記
油脂を簡単な操作で速やかにかつ安定して分解除去でき
る油脂含有排水処理方法および装置を提供する。【解決手段】動植物性油脂を含んだ油脂含有排水１に
リパーゼＬと油脂分解菌Ｍとを混合して、油脂の主成分
たる中性脂肪を加水分解しつつ、加水分解産物や他の油
脂成分を酸化分解する。微生物のみによっては分解困難
であった中性脂肪を、リパーゼと油脂分解菌とを併用す
ることで、速やかに分解できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、食品工場、ホテル
等の厨房から排出される食品排水や、ビル排水など、動
植物性油脂を含んだ油脂含有排水を処理する油脂含有排
水処理方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品排水やビル排水を処理する処理装置
としては、排水を流量調整槽を経て生物反応槽に導き、
微生物の作用によってＢＯＤ成分を分解する生物処理装
置や、排水にＰＡＣ（ポリ塩化アルミニウム）や有機高
分子化合物などの凝集剤を添加し、排水中の粒子を化学
的に捕捉する凝集加圧浮上装置が利用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、食品排水や
ビル排水には多量の動植物性油脂が含まれているが、上
記した生物処理装置では、排水がそのまま流量調整槽に
溜め込まれるため、前記油脂などのＢＯＤ成分の腐敗や
油脂塊、油脂スカムが発生し、悪臭や、液位計などの機
器類・配管の閉塞および腐蝕、それによる誤作動が起こ
る。またこの油脂が後段の生物処理プロセスに移流され
て、微生物の酸素ならびにＢＯＤ成分（栄養源）の摂取
を妨げ、生育異常、死滅等を来たし、処理水質を不安定
にするケースが多い。これを防止するためには、流量調
整槽から定期的に油脂を引抜くのはもちろんのこと、非
常に煩雑な維持管理が必要であり、引抜いた油脂の処分
費も高い。

【０００４】また凝集加圧浮上装置は、排水中の全ての
粒子を凝集剤で捕捉する化学的処理を行うものであっ
て、前記油脂などのＢＯＤ成分を分解する機能を全く持
たず減量できないので、多量に発生する化学汚泥がその
中に含まれる油脂によって水面に浮上することになり、
強い悪臭が発生する。しかも、多量の凝集剤を消費し、
化学汚泥を産業廃棄物として処分しなければならないこ
ともあって、維持管理費が非常に高くなる。

【０００５】本発明は上記問題を解決するもので、排水
中に含まれる動植物性油脂を簡単な操作で速やかにかつ
安定して分解除去できる油脂含有排水処理方法および装
置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に鋭意研究した結果、本発明者らは、厨房排水中の油脂
の９８％を占める成分でありながら、疎水性でありかつ
分子量が大きいため微生物のみによっては分解困難であ
った中性脂肪を、リパーゼと油脂分解菌とを同時に作用
させることにより速やかに分解し得ることを見出し、本
発明を完成させるに至った。

【０００７】すなわち、本発明の油脂含有排水処理方法
は、動植物性油脂を含んだ油脂含有排水にリパーゼと油
脂分解菌とを混合して、油脂の主成分たる中性脂肪を加
水分解しつつ、加水分解産物や他の油脂成分を酸化分解
することを特徴とする。

【０００８】処理対象の油脂含有排水は、上述したよう
に動植物性油脂を含んだ排水であり、食品工場や、ホテ
ル、飲食テナントビル、大型商業施設、学校・工場の食
堂、病院等の厨房から排出される食品排水、食品排水を
も含んだビル排水などが挙げられる。

【０００９】本発明で使用するリパーゼは、中性脂肪
（トリアシルグリセロール）をグリセリンと脂肪酸とに
完全に加水分解するものが望ましいが、油脂分解菌が産
生するリパーゼとの組み合わせでグリセリンまで分解す
るものであってよい。リパーゼは、動物、細菌等、起源
に制限はなく、抽出物（液）であっても精製品であって
もよく、複数種のリパーゼを組み合わせてもよい。添加
量はたとえば、排水量に対して２０〜８００ユニット／
ｌ程度とする。ここで、リパーゼの１ユニットは１分間
に１μｍｏｌの脂肪酸を遊離させる酵素量である。

【００１０】油脂分解菌は、リパーゼ産生能およびβ酸
化分解能を有するものであれば使用可能であり、複数種
の油脂分解菌を組み合わせた市販品も入手可能である。
添加量はたとえば、排水中のｎ−Ｈｘに対して１／４０
〜１／１００（乾燥質量）程度とする。

【００１１】リパーゼおよび油脂分解菌の添加量範囲は
相乗効果による処理効率、経済性の観点から望ましい上
限値、放流基準値ｎ−Ｈｘ量３０mg／ｌを十分にクリア
できる下限値として経験的に得られたものであるが、こ
の範囲内に限定されるものではない。

【００１２】リパーゼ、油脂分解菌とも、液状のものが
添加および排水中への混合が容易である。連続供給して
も間欠供給してもよいが、定量供給が簡便である。処理
対象排水の温度およびｐＨはリパーゼ並びに油脂分解菌
が作用する範囲であれば特に制限はないが、温度２０〜
３５℃、ｐＨ６〜８が望ましい。反応時間（排水の槽内
滞留時間）は２時間〜８時間程度で十分である。

【００１３】リパーゼおよび油脂分解菌を同一槽内に添
加した場合、油脂の主成分である中性脂肪（＝トリアシ
ルグリセロール）を、添加したリパーゼによって、ジア
シルグリセロール、モノアシルグリセロール、グリセリ
ンのいずれかへと速やかに加水分解しながら、いずれか
の形態のアシルグリセロールを、油脂分解菌が産生する
リパーゼにより加水分解することができ、その一方で、
加水分解により遊離した脂肪酸類や、油脂中に少量含ま
れている脂肪酸類、アルデヒド類を油脂分解菌のβ酸化
作用で分解できるため、油脂の減量、低分子量化が速や
かに進行するものと思われる。油脂分解菌は、中性脂肪
を速やかに加水分解するリパーゼ（添加分）が共存する
ことで菌体表面が閉塞されず正常に生育するものと思わ
れ、逆にリパーゼ（添加分）の活性が油脂含有排水に通
常含まれている洗剤等によって低下した場合にフォロー
する作用が期待できる。

【００１４】したがって、油脂の大部分が速やかに分解
され低分子量化され、この時には悪臭成分たるアルデヒ
ド類（アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ホル
ムアルデヒド等）や低級脂肪酸類（プロピオン酸、酪
酸、吉草酸、カプロン酸、酢酸等）なども分解されるた
め、油脂の引抜きはほとんど不要になり、臭気もほとん
ど気にならない状況になる。

【００１５】未分解の油脂や分解産物である脂肪酸類な
どのＢＯＤ成分をさらに低減するために、上記処理を終
えた油脂含有排水をさらに生物処理するのが望ましい。
生物処理は、活性汚泥法、固定床法、流動担体を用いる
方法など、従来から行なわれている好気性微生物処理を
実施できるが、いずれの処理方式でも、ＢＯＤ成分が予
め低分子量化（資化容易化）されているため、微生物に
よる吸収、酸化分解が速やかに進行する。ＢＯＤ成分が
少ない場合は必ずしも生物処理は必要でない。

【００１６】このような油脂含有排水処理方法を実施す
るために、本発明の油脂含有排水処理装置は、前記排水
が流入し滞留する流入槽に、油脂成分を分解するリパー
ゼおよび油脂分解菌を供給する薬剤供給手段と、前記処
理槽内の排水を攪拌して、排水中のＢＯＤ成分の腐敗や
油脂塊の発生を防止するとともに、前記薬剤供給手段よ
り供給されるリパーゼおよび油脂分解菌を排水中に混合
する攪拌手段とを配置した構成としたことを特徴とす
る。

【００１７】この油脂含有排水処理装置は、既設処理装
置における流量調整槽、あるいは既設ビル排水槽やグリ
ーストラップを流入槽として、若干の設備を付加するだ
けで構成可能である。

【００１８】薬剤供給手段は、たとえばリパーゼおよび
油脂分解菌をそれぞれ収容したタンクに定量ポンプを配
置したものとすればよく、それによりリパーゼおよび油
脂分解菌を各々、自動的に、原水の流入状況に応じて連
続的あるいは間欠的に添加することが可能になり、槽内
に適量のリパーゼおよび油脂分解菌を容易に維持可能と
なる。攪拌手段は羽根式攪拌装置、散気装置などを使用
可能であるが、油脂分解菌などの微生物に酸素供給する
ことができ、また攪拌強度を容易に調節することがで
き、また維持管理が容易なので、散気装置が望ましい。

【００１９】また本発明の油脂含有排水処理装置は、上
記した流入槽の後段に、水中で流動自在な生物付着担体
および散気装置を内部に有し前記流入槽から移流される
排水を好気性生物処理する生物処理槽を備えた構成とし
たことを特徴とする。

【００２０】この生物処理槽では、散気装置から散気す
ることで好気状態を確保するのみならず、排水を攪拌し
て、担体付着生物とＢＯＤ成分との接触効率を高め、担
体付着生物の膜厚をコントロールすることが可能である
ため、前段の流入槽で油脂成分が低分子量化（資化容易
化）されたＢＯＤ成分を速やかにかつ安定確実に生物酸
化・分解して、安定した処理水質を確保することがで
き、処分すべき余剰の生物汚泥も軽減できる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態
における油脂含有排水処理装置の概略全体構成を示し、
油脂含有排水１は流量調整槽２を経て生物処理槽３に流
入する。

【００２２】流量調整槽２には、流入する油脂含有排水
１中の夾雑物を除去するスクリーン２ａが流入端に配置
され、槽外のブロワ４に連通した散気装置５が底部に配
置され、生物処理槽３へ向けてほぼ一定量の油脂含有排
水１を移流させるための移流設備６が流入端に対向する
他端に設けられている。この流量調整槽２は、酵素反応
槽としての機能を備えていて、リパーゼＬを収容したリ
パーゼタンク７と、リパーゼ産生能とβ酸化分解能とを
有した油脂分解菌Ｍを収容した油脂分解菌タンク８と
が、上部に併設されている。各タンク７，８の流出側に
は定量ポンプ７ａ，８ａが設けられている。

【００２３】移流設備６は、移流ポンプ９と移流量計測
装置１０とより構成される第１移流路１１と、移流量計
測装置１０に一端が連通し他端が生物処理槽３に連通し
た第２移流路１２と、移流量計測装置１０に一端が連通
し他端が流量調整槽２に連通した還流路１３と、流量調
整槽２と生物処理槽３とに連通した越流路１４と、流量
調整槽２内の水位を制御する液位計、移流ポンプ９の稼
働時間積算計、流量計等（図示せず）とを備えている。

【００２４】そしてこの構成により、流量調整槽２内の
所定の低水位LWL を越えた油脂含有排水１を移流ポンプ
９並びに第１移流路１１を通じて移流量計測装置１０に
送り、移流量計測装置１０から還流路１３を通じて流量
調整槽２へ還流させ、一方で、移流量計測装置１０より
常時、一定流量の油脂含有排水１を第２移流路１２を通
じて生物処理槽３へ移流させるようになっている。越流
路１４は高水位HWL を越えた油脂含有排水１を生物処理
槽３へ越流させるバイパス路として機能する。

【００２５】生物処理槽３は、槽外のブロワ１５に連通
した散気装置１６が底部に配置され、水中で流動可能な
担体１７が内部に投入され、越流路１４に対向する槽端
部に、処理水流出路１８が配置されている。ここでは担
体１７は、直径１０ｍｍφ〜１５０ｍｍφで、水より比
重の軽いものが、槽容量に対して１０〜５０％充填され
ている。

【００２６】上記構成における作用を説明する。油脂含
有排水１が流入している流量調整槽２に、リパーゼタン
ク７内のリパーゼＬを定量ポンプ７ａにて排水量に対し
て８００ユニット／ｌ未満になるように連続添加する。

【００２７】このとき、油脂含有排水１中に含まれてい
る界面活性剤等によりリパーゼＬの活性が低減する恐れ
があるので、それを補うべく油脂分解菌タンク８内の油
脂分解菌Ｍを定量ポンプ８ａにて連続添加する。添加量
は、処理に先立って油脂含有排水１について予め調べた
おおよそのｎ−ヘキサン抽出物質量（ｎ−ヘキサン量）
に対して１／４０〜１／１００になるようにする。

【００２８】なおこのとき、油脂含有排水１とリパーゼ
Ｌ及び油脂分解菌Ｍとを充分に接触させるために、また
油脂などのＢＯＤ成分の腐敗や油脂塊の発生、それによ
る悪臭の発生を防止するために、単位時間当たり、流量
調整槽２の容量の１〜２倍の空気をブロワ４より供給し
散気装置５を通じて噴出させる。

【００２９】このようにすることにより、油脂含有排水
１が流量調整槽２内に滞留する間に、２時間以上〜８時
間未満の反応時間で、油脂の９０％がリパーゼＬにより
脂肪酸及びグリセロール（グリセリン）に加水分解さ
れ、分解産物たる脂肪酸などの脂肪酸類やアルデヒド類
も油脂分解菌Ｍのβ酸化作用で分解され、低分子量ＢＯ
Ｄ成分化される。このことは、散気装置５からの散気と
ともに、ＢＯＤ成分の腐敗や油脂塊の発生を低減するこ
とを意味する。したがって、油脂の引抜きはほとんどあ
るいは全く不要であり、臭気もほとんど気にならない状
況になる。

【００３０】このようにして処理された油脂含有排水
１′が第１移流路１１を通じて、場合によっては水位差
により越流路１４をも通じて生物処理槽３へ送り込まれ
る。生物処理槽３では、槽容量に対し単位時間当たり１
〜６倍の空気をブロワ１５、散気装置１６により送り込
むことにより、槽内に流入した油脂含有排水１′を好気
性状態に維持するとともに、攪拌し、担体１７を流動さ
せる。

【００３１】このことにより、油脂含有排水１′に含ま
れる少量の未分解油脂や低分子量化（資化）されたＢＯ
Ｄ成分などのＢＯＤ成分が、担体１７の表面に微生物膜
（生物汚泥）となって付着している微生物により速やか
に吸着・分解され、それによて浄化され処理水流出路１
８に達した処理水１９が流出していく。

【００３２】このときには、担体１７に微生物を付着さ
せているため、微生物量を保持するための後段からの汚
泥返送は不要であり、また担体１７における余分な生物
膜の肥大、それによる嫌気性微生物の増大を流動によっ
て防止して、一定厚の好気性微生物のみを担持できるの
で、維持管理は容易であり、ランニングコストも安価に
なる。

【００３３】したがって、流量調整槽２における油脂な
どのＢＯＤ成分の腐敗や油脂塊の発生、それによる悪臭
の発生、配管・機器類の閉塞や腐蝕、それに伴う誤作
動、汚泥処分費を低減できるとともに、流量調整槽２，
生物処理槽３の維持管理の容易化、処理水質の安定化、
並びに装置のコンパクト化を実現できる。

【００３４】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説
明する。（実施例１）食品排水（ｎ−ヘキサン抽出物９４０ｍｇ
（乾燥）／リットル）を原水として処理槽の内部で２５
℃に維持しエアー攪拌する状態において、以下の表１に
示した各処理を６時間行ない、処理後のｎ−ヘキサン抽
出物量を調べた。

【００３５】リパーゼ（ＳＰ３９８、Novo Nordisk社
製）はｎ−ヘキサン抽出物量に対して２００ユニット／
リットル添加し、油脂分解菌（ＭＭ菌、森六株式会社
製）はｎ−ヘキサン抽出物量に対して１／４０（乾燥質
量ベース）添加した。

【００３６】結果は表１に示した通りであり、エアー攪
拌のみで除去率５．１％、油脂分解菌のみの添加で除去
率１４．１％、リパーゼのみの添加で除去率９．９％で
あったのに対し、リパーゼと油脂分解菌の併用で除去率
６４．８％が得られ、それぞれの単独添加時の除去率の
和２４％（１４．１＋９．９）より飛躍的に向上した。

【００３７】

【表１】（実施例２）実施例１の各処理水に対して、処理槽の内
部で活性汚泥を添加し（ＭＬＳＳ２０００ｍｇ／リット
ル）２５℃に維持しエアー攪拌する状態において生物処
理を行ない、処理開始時、３時間処理後、６時間処理
後、８時間処理後に、ｎ−ヘキサン抽出物量、ＢＯＤ量
を調べた。

【００３８】結果は表２に示した通りであり、リパーゼ
／油脂分解菌処理した処理水は、３時間処理後でもｎ−
ヘキサン抽出物除去率８０％が得られ、８時間処理後に
はｎ−ヘキサン抽出物除去率９５％、ＢＯＤ除去率９３
％が得られた。他の処理水では、油脂分解菌処理した処
理水で８時間処理後にｎ−ヘキサン抽出物除去率７５
％、ＢＯＤ除去率７３％が得られたのが最高である。

【００３９】この結果から、生物処理に先立ってリパー
ゼと油脂分解菌の併用処理を行うことで、生物処理効
率、処理水質が飛躍的に向上することがわかる。なお、
ここでは簡便のために活性汚泥を使用したが、生物付着
担体を使用した場合には処理槽内における微生物保持量
が高まり、生物処理効率、処理水質がさらに向上するこ
とは理解されよう。

【００４０】

【表２】

【００４１】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、油脂含有
排水にリパーゼと油脂分解菌とを同時に作用させること
により、油脂を速やかに分解して低分子量ＢＯＤ成分化
することができる。そしてその後段で生物処理を行うこ
とにより、残留するＢＯＤ成分をも速やかに分解するこ
とができる。このような処理を実施するための処理装置
は、既設処理装置にリパーゼと油脂分解菌とを供給する
手段を付加する程度で構成可能である。

【００４２】このような処理方法および処理装置によれ
ば、従来の処理装置で問題となっていた腐敗や油脂塊の
発生、それによる悪臭、配管・機器類の閉塞や腐蝕、そ
れに伴う誤作動を防止することができ、処理水質の安定
化、汚泥処分費の削減、維持管理の容易化、並びに装置
のコンパクト化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図1】本発明の一実施形態における油脂含有排水処理
装置の概略全体構成を示した説明図である。

【符号の説明】

１油脂含有排水２流入槽３生物処理槽５散気装置（攪拌手段）７リパーゼタンク８油脂分解菌タンク 16 散気装置 17 担体ＬリパーゼＭ油脂分解菌

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田智之大阪府大阪市北区中之島四丁目３番28号森六株式会社内 (72)発明者山田克仁大阪府大阪市中央区南新町一丁目３番８号株式会社水工エンジニアリング内 (72)発明者寺野富雄大阪府大阪市中央区南新町一丁目３番８号株式会社水工エンジニアリング内 (72)発明者田村昭彦大阪府大阪市中央区南新町一丁目３番８号株式会社水工エンジニアリング内 (72)発明者坂田晋祐大阪府豊中市新千里南町一丁目１番有限会社バイオクリーン坂田内Ｆターム(参考） 4D003 AA14 AB02 BA02 CA07 4D040 DD01 DD03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項1】動植物性油脂を含んだ油脂含有排水にリ
パーゼと油脂分解菌とを混合して、油脂の主成分たる中
性脂肪を加水分解しつつ、加水分解産物や他の油脂成分
を酸化分解することを特徴とする油脂含有排水処理方
法。
【請求項2】動植物性油脂を含んだ油脂含有排水を処
理する油脂含有排水処理装置であって、前記排水が流入
し滞留する流入槽に、油脂成分を分解するリパーゼおよ
び油脂分解菌を供給する薬剤供給手段と、前記処理槽内
の排水を攪拌して、排水中のＢＯＤ成分の腐敗や油脂塊
の発生を防止するとともに、前記薬剤供給手段より供給
されるリパーゼおよび油脂分解菌を排水中に混合する攪
拌手段とを設置したことを特徴とする油脂含有排水処理
装置。
【請求項3】流入槽の後段に、水中で流動自在な生物
付着担体および散気装置を内部に有し前記流入槽から移
流される排水を好気性生物処理する生物処理槽を備えた
ことを特徴とする請求項２記載の油脂含有排水処理装
置。