JP2006218344A - 油脂含有水の処理方法及び処理装置、並びに有機性廃棄物の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】油脂含有水から分離された油脂汚泥を安定して処理して汚泥発生量を減量する。
【解決手段】高温消化菌を含む消化汚泥を保持する消化槽に、油脂含有水から分離された油脂汚泥と、排水の生物処理により発生する余剰汚泥と、を供給して酸素含有気体を供給しながら高温消化を行なう。本発明に係る処理装置１０は、油水分離手段としての加圧浮上装置１１と、曝気槽１２と、固液分離手段としての沈殿池１３と、濃縮手段としての遠心濃縮機１５と、消化槽１６と、脱水手段としての汚泥脱水機１７と、を備える。消化槽１６は、汚泥路３１を介して加圧浮上装置１１及び沈殿池１３と接続されており、加圧浮上装置１１で液分と分離された油脂分を含む油脂汚泥と、沈殿池１３から送られる余剰汚泥と、を消化槽１６に導入し、消化槽１６に保持された消化汚泥と混合して高温好気条件で消化する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、油脂含有水から分離された油脂そのもの、あるいは油脂を利用して汚泥等の有機性廃棄物を消化する方法及び装置に関し、特に油脂及び汚泥等の有機性廃棄物を好気的かつ高温条件で微生物の働きにより消化する方法及び装置に関する。

食品工場や厨房から排出される排水には油脂が多く含まれる。こうした油脂含有水を通常の生物処理法で処理すると、生物汚泥の表面に油脂が被膜となって付着して生物汚泥が失活する。このため、例えば１５０ｍｇ／Ｌを超える油脂を含むような油脂含有水は活性汚泥法等の生物処理法では処理が困難である。そこで従来、加圧浮上や自然浮上といった物理的処理法で油脂含有水を処理し、泥状の油脂（油脂汚泥）と、油脂が除去された分離水とに分離する方法が知られている。

しかし物理的処理法では、油脂を単純に液分から分離するだけであるため、油脂汚泥の発生量が多い。また、油脂汚泥は柔らかく脱水が困難であり、処理費用の高騰を招く。そこで、物理的処理法と生物処理法とを組合せ、物理的処理法により油脂含有水から油脂を分離し、得られた油脂汚泥を生物処理することにより減量化し、性状を変化させる方法が提案されている（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載された方法では、油脂含有水を油水分離槽に導入して液分から油脂を分離し、分離された油脂汚泥を油脂分解槽に送り油脂分解能を有する微生物の働きで好気的に分解する。一方、油脂含有水から油脂が分離されて得られる分離水は曝気槽に送り、曝気槽に保持される生物汚泥と混合して好気的条件で生物処理する。ここで、分離水を生物処理する生物処理工程では、分離水に残存する油脂が液分から分離することがあり、特許文献１記載の方法では、液分から分離した油脂汚泥も油脂分解槽に送る。

上記方法では、油脂含有水から分離した油脂汚泥を生物学的に分解するため、油脂汚泥の発生量を減らすことができる。しかし、油脂汚泥の分解過程で生成される高級脂肪酸塩には発泡作用があるため、油脂汚泥を好気的に生物分解するために曝気すると、激しく発泡して処理に支障を来たす場合がある。また、分離水を生物処理することにより増殖した生物汚泥の一部は余剰汚泥として排出されるため、油脂含有水の全処理工程から発生する汚泥の総量（油脂汚泥の分解残渣と余剰汚泥の合計）で見た場合には、必ずしも充分な汚泥減量が達成されない。
特開平４−２３５７９９号公報

本発明は上記課題に鑑みてなされ、油脂含有水から分離された油脂汚泥を安定して処理して減量できる油脂含有水の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。本発明はまた、有機性廃棄物を、種々の油脂を用いて安定して消化できる有機性廃棄物の処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、消化槽に、油脂と、排水の生物処理により発生する余剰汚泥等の有機性廃棄物と、を供給して酸素含有気体を供給しながら高温消化を行なう。より具体的には、本発明は以下を提供する。

（１） 油脂含有水を固液分離して、分離水と、油脂を含むスラリ状の油脂汚泥と、を得る油水分離工程と、前記分離水を生物処理する生物処理工程と、前記生物処理工程から流出する流出水を固液分離して、余剰汚泥と、処理水と、を得る固液分離工程と、前記油水分離工程で得られた前記油脂汚泥と、前記固液分離工程で得られた前記余剰汚泥と、を消化汚泥の存在下で好気的に高温消化する消化工程と、を含む油脂含有水の処理方法。

（２） 前記余剰汚泥及び前記油脂汚泥を混合した混合汚泥の油脂濃度が、ノルマルヘキサン抽出物として５，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌとなるように、前記余剰汚泥と前記油脂汚泥とを混合する（１）に記載の油脂含有水の処理方法。

（３） 前記消化工程の前段に、前記混合汚泥の固形物濃度を調整する濃度調整工程をさらに含む（１）又は（２）に記載の油脂含有水の処理方法。

（４） 前記濃度調整工程において、前記混合汚泥の固形物濃度が１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌとなるように調整する（３）に記載の油脂含有水の処理方法。

（５） 前記消化工程において、前記混合汚泥及び前記消化汚泥を含む反応液の液面に泡の層が形成されるように酸素含有気体を供給する（１）から（４）のいずれかに記載の油脂含有水の処理方法。

（６） 有機性廃棄物と、油脂と、を油脂濃度がノルマルヘキサン抽出物として５，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌとなるように混合して消化汚泥の存在下で好気的に高温消化する消化工程を含む有機性廃棄物の処理方法。

（７） 前記消化工程の前段に、前記有機性廃棄物及び前記油脂を混合した混合物の固形物濃度を調整する濃度調整工程をさらに含む（６）に記載の有機性廃棄物の処理方法。

（８） 前記濃度調整工程において、前記混合物の固形物濃度が１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌとなるように調整する（７）に記載の有機性廃棄物の処理方法。

（９） 前記消化工程において、前記混合物及び前記消化汚泥を含む反応液の液面に泡の層が形成されるように酸素含有気体を供給する（６）から（８）のいずれかに記載の有機性廃棄物の処理方法。

（１０） 油脂含有水を固液分離して、分離水と、油脂を含むスラリ状の油脂汚泥と、を得る油水分離手段と、前記油水分離手段と接続され、前記分離水を生物処理する生物処理槽と、前記生物処理槽と接続され、前記生物処理槽から流出する流出水を固液分離して、余剰汚泥と、処理水と、を得る固液分離手段と、前記油水分離手段で分離された前記油脂汚泥及び前記固液分離手段で分離された前記余剰汚泥が導入される汚泥路と、気体供給手段と、を備え、消化汚泥の存在下で高温消化を行なう消化槽と、を含み、前記油水分離手段及び前記固液分離手段は、前記汚泥路を介して前記消化槽と接続されている油脂含有水の処理装置。

（１１） 消化汚泥の存在下で有機性廃棄物を高温消化させる消化槽を備える有機性廃棄物の消化装置であって、前記消化槽は、有機性廃棄物及び油脂が導入される廃棄物供給路と、前記消化槽内に酸素含有気体を供給して前記消化槽内の液面に泡の層を形成させる気体供給手段と、を備える有機性廃棄物の処理装置。

ここで「余剰汚泥」とは、排水を好気的条件で生物処理する過程で発生する汚泥であって、曝気槽等の生物処理槽に保持される微生物群からなる生物汚泥（又は「活性汚泥」とも称する）を主として含み、生物汚泥以外に初沈汚泥を含んでもよい。余剰汚泥は、固形物濃度が１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌ程度であることが好ましい。

一方、「油脂汚泥」は油脂含有水に含まれる油脂が物理的に分離された泥状物で、微生物を実質的に含まない。油脂汚泥に含まれる油脂は特に限定されず、植物性油脂、動物性油脂、及び鉱物性油脂のいずれであってもよいが、植物性油脂を主体とする油脂汚泥が本発明により特に好適に処理される。また（６）〜（９）に記載された発明方法で処理される「油脂」には、泥状の油脂汚泥に限らず液状の油液や固形の油脂塊が含まれる。さらに、（６）〜（９）に記載された発明方法で処理される「有機性廃棄物」には、上述した「余剰汚泥」の他に、生ごみや家畜糞尿等が含まれる。

本発明に従い油脂と余剰汚泥等の有機性廃棄物とを消化槽に導入し、好気的消化を行なうと、消化槽内に空気等を吹き込むことによる過度の発泡を抑制し、安定した消化処理を行なうことができる。また、易生物分解性の油脂と難生物分解性の余剰汚泥とを混合することにより適度な分解熱が得られ、加温することなく消化工程を４０〜５５℃程度の温度条件に維持できるため、容易に高温消化を行なって油脂及び余剰汚泥の分解効率を高めることができる。さらに油脂汚泥の脱水性を改善できる。

余剰汚泥等の有機性廃棄物と油脂の混合物（以下、「混合汚泥」と称する）は、ノルマルヘキサン抽出物として５，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌ程度の油脂を含むことが好ましい。油脂の濃度が５，０００ｍｇ／Ｌ未満になると温度が十分に上昇しないため、消化率が低下する。また、余剰汚泥と油脂との混合比は、余剰汚泥に対して油脂が５〜５０重量％であることが好ましい。混合汚泥は、消化槽に投入される際には固形物濃度が１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌ、特に２０，０００〜５０，０００ｍｇ／Ｌであることが好ましく、必要に応じて希釈又は濃縮する。混合汚泥を希釈する場合は、後述する分離水を生物処理することにより得られる処理水を用いてもよい。

混合汚泥は、消化汚泥を保持する消化槽に導入され、好ましくは温度４０〜８０℃、特に４５〜６５℃、ｐＨ２〜９．５、特に６〜８、滞留時間３〜２０日、特に５〜６日の条件で酸素含有気体を供給しながら消化される。消化槽内の液体の温度は、後述する曝気量の調整、油脂の追加添加、及び温度調整手段の設置等により行なうことができる。温度調整手段としては、プラント廃熱を消化槽に吹き込む熱供給管が挙げられ、油脂を追加添加する場合は植物性油脂を用いることが好ましく、油脂の物理的性状は液状、泥状等を問わない。

なお本発明で用いられる消化汚泥は、余剰汚泥に多く含まれる微生物群とは異なる微生物群を主体として構成され、具体的には４５〜６５℃を好適な温度域として生物汚泥のような難生物分解性の有機物を資化する高温消化菌で構成される。消化汚泥は高温消化菌を自然発生的に増殖して構成してもよく、酵母等の油脂分解能を有する微生物からなる微生物製剤を投入して構成してもよい。また消化槽内には、無機又は有機の栄養素、及び、たんぱく質や炭水化物の分解能を有する酵素等を添加してもよい。無機栄養素としては窒素やリン、有機栄養素としてはメチオニン等が挙げられる。

消化槽には、油脂及び余剰汚泥等の有機性廃棄物を導入する汚泥路が接続され、また、消化槽内に空気等の酸素含有気体を吹き込む気体供給手段が設けられる。消化槽内に供給される気体としては、空気以外に酸素濃度を高めた高酸素含有ガス（純酸素ガスを含む）等が使用できる。

消化槽内への気体の供給は、消化槽内の液面に５０〜１００ｍｍの泡の層が形成されるように気体供給手段や混合汚泥の性状等に応じて曝気量を調整して行なうことが好ましい。また、曝気量を調整することにより、消化槽内の反応液（混合汚泥と消化汚泥との混合物）の温度を調整してもよい。このように、消化槽液面に泡の層を形成することにより消化槽内を保温し、高効率かつ安定した消化処理を行なうことができる。なお、泡の層の厚さ及び消化槽内の反応液の保持量は、消化槽の上縁から液面までの隙間（フリーボード）の厚さが５００〜１０００ｍｍ程度となるように調整することが好ましい。

消化槽に設ける気体供給手段は、特に限定されないが、散気管、エジェクタ、及び表面曝気を行なう攪拌機等を単独又は組み合わせて用いることができる。

油脂含有水から油脂を油脂汚泥として分離する油脂含有水の処理方法では、消化工程の前段に、油脂含有水から油脂を分離して油脂汚泥と分離水とに分離する油水分離工程を設け、油水分離工程後段に前述した消化槽を備える消化工程及び曝気槽を備える生物処理工程を並列に設ける。生物処理工程の後段には、曝気槽からの流出水に含まれる生物汚泥を液分から分離し、清澄な処理水と余剰汚泥とを得る固液分離手段を備える固液分離工程が設けられる。

油水分離工程は、加圧浮上装置、沈殿池、及びオイルトラップ等の油水分離手段を備え、油脂含有水に含まれる油脂を物理的機械的に液分と分離する。例えば油水分離手段として加圧浮上装置を用いる場合、油脂はスカムとして液面に浮上し、このスカムを液分と分離することにより、油脂汚泥と油脂が除去された分離水とが得られる。

分離水は、後段の生物処理工程の曝気槽等の生物処理槽に送られ、曝気槽に保持された生物汚泥と混合され、好気的条件で分離水に含まれるＢＯＤ成分等の有機物が分解される。生物汚泥の働きにより有機物が除去された液体は、生物汚泥を含んだ状態で流出水として曝気槽から流出する。流出水は沈殿池等に導入され、固形の生物汚泥と清澄な液分とに分離され、液分は処理水として取り出される。一方、生物汚泥は、一部を返送汚泥として曝気槽に返送し、残部を引抜いて余剰汚泥として消化工程に送り、前述した油水分離工程で分離された油脂汚泥と混合して消化する。

なお、油水分離工程と消化工程との間に濃度調整工程を設け、油脂汚泥及び余剰汚泥を別々に、又は油脂汚泥及び余剰汚泥を混合した状態で濃度調整を行なってもよい。濃度調整工程には、希釈手段及び濃縮手段のいずれか一方又は両方が設けられる。また、消化工程の後段に脱水工程を設け、消化工程から生じる消化残渣を脱水して脱水ケーキとして排出するようにしてもよい。濃縮工程に設けられる濃縮手段と、脱水工程に設けられる脱水手段とは同様の構成の機器を用いることができ、具体的には多重円板型、スクリュープレス型、ベルトプレス型、及びフィルタープレス型の脱水／濃縮機、並びに遠心濾過型又は遠心沈降型の遠心脱水／濃縮機等が挙げられる。

上述したフローによれば、消化工程で効率的かつ安定的に油脂及び余剰汚泥等の有機性廃棄物を消化できるため、油脂含有水の処理において余剰汚泥の汚泥量を低減し、清澄な処理水を得ることができ、有機性廃棄物の処理においては有機性廃棄物の量を効率的に低減することができる。

本発明によれば、油脂の好気的消化過程での過度の発泡を抑制し、油脂を安定的かつ効率よく減量できる。また本発明によれば、汚泥の消化により発生する分解熱を保持することにより、分解速度の大きい高温消化を少ないエネルギー消費で行なうことができる。さらに、本発明では、生物分解されにくく消化されにくい余剰汚泥等の有機性廃棄物をも効率よく減量し、また油脂汚泥の脱水性を改善することができ、特に油脂含有水の処理においては発生する汚泥の総排出量を低減できる。

以下、本発明について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る油脂含有水の処理装置（以下、単に「処理装置」）１０の模式図である。処理装置１０は、油水分離手段としての加圧浮上装置１１と、生物処理槽としての曝気槽１２と、固液分離手段としての沈殿池１３と、濃縮手段としての遠心濃縮機１５と、消化槽１６と、脱水手段である汚泥脱水機１７と、を備える。

加圧浮上装置１１の入口側には油脂含有水が導入される原水路２０が接続され、出口側には加圧浮上により分離された油脂汚泥を取り出す油脂路３１ａと、分離水を取り出す分離水路２２のそれぞれ一端が接続されている。加圧浮上装置１１は、油脂路３１ａを介して遠心濃縮機１５と接続され、分離水路２２を介して曝気槽１２とも接続されている。

遠心濃縮機１５の出口側には、混合汚泥路３１ｂの一端が接続され、混合汚泥路３１ｂの他端は消化槽１６に接続されている。本発明では、油脂路３１ａ、混合汚泥路３１ｂ及び後述する引抜き汚泥路３１ｃが汚泥路３１を形成し、汚泥路３１の途中に遠心濃縮機１５が設けられた状態で加圧浮上装置１１と消化槽１６とが接続されている。同様に消化槽１６は、汚泥路３１の途中に遠心濃縮機１５が設けられた状態で沈殿池１３とも接続されている。

消化槽１６は、１又は２以上の槽から構成され、本実施形態では第１消化槽１６ａ及び第２消化槽１６ｂから消化槽１６が構成されている。第１消化槽１６ａ及び第２消化槽１６ｂにはそれぞれ、気体供給手段としての第１散気管３２ａ及び第２散気管３２ｂ（これらをまとめて「散気管３２」と称する）が設けられている。消化槽１６が複数の槽から構成される場合、複数の槽は直列又は並列のどちらの形式で接続してもよいが、並列接続することが好ましい。また、消化槽１６は回分式又は連続式のどちらの方式で運転してもよいが、回分式で運転することが好ましい。さらに、消化槽１６を密閉できる構造として、消化槽１６内を加圧するように調整してもよい。

消化槽１６の後段側には消化残渣路３３の一端が接続され、消化残渣路３３の他端は汚泥脱水機１７の入口に接続されている。汚泥脱水機１７の出口側には脱水ケーキ路３４が接続され、消化槽１６から取り出された消化残渣が脱水されて得られる脱水ケーキが排出される。

一方、曝気槽１２は入口側に分離水路２２、出口側に流出水路２３が接続され、流出水路２３を介して沈殿池１３と接続されている。沈殿池１３の出口側には処理水路２４と汚泥引抜き路３１ｃが接続されている。曝気槽１２にも消化槽１６と同様に第３散気管３０が設けられ、さらに、汚泥返送路３１ｄが接続されている。汚泥返送路３１ｄは一端が曝気槽１２に接続され、他端側は沈殿池１３に接続されて沈殿池１３で分離された生物汚泥の一部を返送汚泥として曝気槽１２に返送する。

次に、上記の処理装置１０を用いた油脂含有水の処理方法について説明する。まず、食品工場排水や厨房排水のような油脂含有水（ノルマルヘキサン抽出物としての油脂濃度は１００〜５０，０００ｍｇ／Ｌ程度）を原水路２０から加圧浮上装置１１に導入する。加圧浮上装置１１では、油脂含有水を加圧及び脱圧する加圧浮上処理によって、油脂含有水に含まれる油脂をスカムとして液面に浮上させ液分から分離して油脂汚泥と分離水とを得る油水分離工程を行なう。

油水分離工程で分離された油脂汚泥は油脂路３１ａから、分離水は分離水路２２から別々に取り出され、油脂汚泥は遠心濃縮機１５へ、分離水は曝気槽１２へ送られる。遠心濃縮機１５に送られた油脂汚泥は、汚泥引抜き路３１ｃから供給される余剰汚泥とともに遠心濃縮機１５で濃縮されることにより濃度調整され、混合汚泥路３１ｂから混合汚泥として消化槽１６に送られる。

消化槽１６では、混合汚泥は、槽内の液状物（反応液）の固形物濃度が１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌ程度、ｐＨ２〜９．５、滞留時間３〜２０日、温度４０〜８０℃で、散気管３２から酸素含有気体としての空気を吹き込みながら好気的に高温消化する消化工程が行なわれる。消化槽１６に保持、あるいは消化槽１６にて発生する消化汚泥は、好熱細菌で構成される。消化槽１６を連続運転する場合は混合汚泥を消化槽１６に導入することにより消化槽１６内に保持されている消化汚泥と混合汚泥を混合すればよい。また、消化槽１６を回分式で運転する場合は、混合汚泥にあらかじめ消化汚泥を混合して消化槽１６に導入してもよく、消化槽１６に消化汚泥と混合汚泥を別々に添加して消化槽１６内で混合してもよい。

消化槽１６では、消化汚泥の異化作用、並びに消化汚泥及び生物汚泥の自己消化等により汚泥が二酸化炭素及び水に分解され、汚泥が減量されるとともに分解熱が生成される。本発明では、油脂汚泥と余剰汚泥とを消化槽１６に供給することで、消化槽内液の過度の発泡を抑制しつつ、消化槽１６の液面に５０〜１００ｍｍ程度の泡の層を形成するため、分解熱が放熱され難く高温消化のための加温エネルギーを少なくして安定した処理を行なうことができる。

消化槽１６での消化工程で消化されなかった汚泥は、消化残渣として消化残渣路３３から排出され、汚泥脱水機１７で脱水されて脱水ケーキとして脱水ケーキ路３４から排出される。また、汚泥脱水機１７から取り出された脱水分離液は図示しない返送路によって加圧浮上装置１１あるいは曝気槽１２に返送される。

一方、曝気槽１２では分離水が曝気槽１２内の生物汚泥と混合され、第３散気管３０から空気等の酸素含有気体を供給しながら、いわゆる活性汚泥法による有機物分解を行なう生物処理工程を実施する。曝気槽１２には、有機物の分解効率を高めるために、必要に応じてスポンジ等の担体が添加されてもよい。また、曝気槽１２内で分離水に残存する油脂が液分から分離された場合、この油脂を除去して消化槽１６へ供給してもよい。

流出水路２３により曝気槽１２から取り出された流出水は、後段に設けられた沈殿池１３に導入され、自然沈降により固形の生物汚泥と、清澄な処理水とに分離される。沈殿池１３で分離された生物汚泥は、返送汚泥路３１ｄ及び引抜き汚泥路３１ｃを介して一部を返送汚泥として曝気槽１２へ返送し、残部を余剰汚泥として引抜き汚泥路３１ｃ、油脂路３１ａ、遠心濃縮機１５及び混合汚泥路３１ｂを介して消化槽１６へ送る。

このように、本発明では曝気槽１２で増殖した生物汚泥を余剰汚泥として油脂汚泥と混合することで余剰汚泥をも減量化することができるため、汚泥の発生量を低減できる。なお、本発明の有機性廃棄物の消化装置は消化槽１６で構成され、この消化槽１６に廃油等の油脂を余剰汚泥等の有機性廃棄物とともに導入することにより、本発明に係る有機性廃棄物の消化方法を実施できる。

［実施例１］
以下、実施例に基づき、本発明についてさらに詳しく説明する。実施例１として、図２に示す油脂含有水の処理装置１０ｂを用いた油脂含有水の処理を行なった。なお処理装置１０ｂは消化槽１６が単一であることと、遠心濃縮機１５に代えて多重円板型の第１脱水機１３ｂが設けられていること以外は図１の処理装置１０と同様の構成で、図１の処理装置１０と同一構成には同一符号を付している。

被処理水としては、食品工場から排出される食品製造排水である油水含有水を用いた。この油脂含有水はノルマルヘキサン抽出物としての油脂濃度が１５０〜２００ｍｇ／Ｌ、ＣＯＤｃｒ（化学的酸素要求量で示される有機物）濃度が１，２００ｍｇ／Ｌであった。

油脂含有水は、加圧浮上装置１１で分離水と油脂汚泥とに分離し、分離水は曝気槽１２で活性汚泥処理された後に沈殿池１３で固液分離して、返送汚泥路３１ｄから返送汚泥として曝気槽１２に戻される分を除いた残部を余剰汚泥として、引抜き汚泥路３１ｃから多重円板型の第１脱水機１３ｂに送る。第１脱水機１３ｂには、油脂路３１ａから油脂汚泥も供給し、油脂汚泥と余剰汚泥との混合汚泥を脱水し、必要に応じて沈殿池１３で得られた処理水で希釈することにより、固形物濃度を２７〜４４ｋｇ／ｍ^３とする濃度調整を行なった。

消化槽１６は高さ１９０ｃｍ、直径１８ｃｍで、気体供給手段として水中攪拌曝気装置（０．５ｋｗのエアレータ）を備え、ｐＨ制御装置、及び泡の層厚を制御する手段として消泡用カッタと消泡剤投入装置をさらに備える。ｐＨ制御装置からはｐＨ調整剤として０．２Ｍの硫酸又は１Ｍの水酸化ナトリウムを適宜添加してｐＨが６〜７の範囲に保持されるようにした。消化槽１６では１バッチ５日の回分式運転で消化処理を行なった。なお、消化槽１６の水温調整は行なわなかった。

上記条件での回分式運転を４バッチ行なった結果を表１及び表２に示す。表中、「滞留時間」とは、消化槽１６に投入された反応液の平均滞留時間、消化槽１６に投入された反応液の有機固形物濃度をＭＬＶＳＳとして示す。また、混合汚泥に含まれるノルマルヘキサン抽出物としての油脂濃度は「ｎ−Ｈｅｘ」と表示し、混合汚泥の有機物濃度は、「ＣＯＤｃｒ」と表示する。また減少速度の単位のｄは「日」を意味する。

表１及び２に示すように、平均で３０％程度の混合汚泥の消化率が得られ、特に油脂濃度については平均で半分以上に低減された。なお、消泡用カッタを稼動させたことで試験間中の消泡剤の添加は不要であった。また、消化槽１６の液面には、層厚５０ｍｍの泡の層が形成されていた。さらに、外気温は１４〜１８℃であったのに対し、消化槽１６の槽内液の温度は、混合汚泥の投入時が３０℃で、投入開始後１日経過時点では３８℃に上昇し、その後加温することなく４０〜５０℃の範囲に維持された。

また、第２の脱水機である汚泥脱水機１７から取り出された脱水分離液の水質は、ノルマルヘキサン抽出物としての油脂濃度が８０ｍｇ／Ｌで、ＣＯＤｃｒ濃度は５００ｍｇ／Ｌであった。

［参考例１〜４］
参考例１〜４として、実施例１の実験終了後に消化槽１６から引抜いた４系等の消化残渣に凝集剤を添加し、多重円板型の汚泥脱水機１７で脱水した。参考例１は第１のバッチ処理から引抜かれた消化残渣を用い、以下、参考例２は第２バッチ、参考例３は第３バッチ、参考例４は第４バッチから引抜かれた消化残渣を用いた。表３に、参考例１〜４について、消化残渣に添加した凝集剤の種類及び添加量、並びに脱水された消化残渣の含水率を示す。また、余剰汚泥と油脂汚泥との混合汚泥を第１脱水機１３ｂで脱水して得られた汚泥の含水率を表中「未処理汚泥」として示す。なお、表中「ＣＰ１１１」とはカチオン系高分子凝集剤（商品名「クリフィックス ＣＰ１１１」栗田工業株式会社製）、「ＣＰ７９１」とはカチオン系高分子凝集剤（商品名「クリフィックス ＣＰ７９１」栗田工業株式会社製）、「ＰＡ４０２」とはアニオン系高分子凝集剤（商品名「クリファーム ＰＡ４０２」栗田工業株式会社製）、「ＦｅＣｌ_３」とは塩化第二鉄、「Ｐ３５９」とは両性高分子凝集剤（商品名「クリベスト Ｐ３５９」栗田工業株式会社製）を示す。なお、クリフィックス、クリファーム、クリベストはいずれも栗田工業株式会社の登録商標である。

表３に示すように、消化残渣の脱水性は未消化の混合汚泥に比して優れていた。この結果、消化残渣は凝集剤の添加量に応じた増量があったにもかかわらず、未処理汚泥に対して重量比で平均２８．２％減量された。

[参考例５〜１１]
参考例５〜１１として、油脂としてオリーブ油及びブタ油を混合した液状物、有機性廃棄物として排水処理設備の曝気槽の生物汚泥を遠心分離した汚泥を用い、両者の混合比を変えた混合汚泥を以下の条件で消化させた。

〔消化条件〕
消化槽容積 ５Ｌ
混合汚泥の固形物濃度 ５％
消化槽に投入した混合汚泥の温度 １５℃
消化槽の曝気量 ０．１ｖｖｍ
消化槽内の攪拌速度 １５０ｒｐｍ
滞留時間 １１２時間

余剰汚泥と油脂汚泥とは、両者が混合された混合汚泥の油脂(ノルマルヘキサン抽出物としての油脂)濃度が表４となるように混合し、混合汚泥は実施例１と同じ条件で消化処理した。参考例５〜１１につき、試験開始時の混合汚泥の油脂濃度及び試験開始後５日経過した試験終了時の最終消化率を表４に示す。

表４に示すように、油脂濃度が５，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌ以内の場合は約４０％程度の消化率が得られた一方、油脂濃度が６０，０００ｍｇ／Ｌを超えた参考例１０及び１１では、消化率が低下した。

本発明は、油脂含有水及び有機性廃棄物の処理に適用できる。

本発明の第１実施形態に係る油脂含有水の処理装置の模式図である。 実施例１で用いた油脂含有水の処理装置の模式図である。

符号の説明

１０ 油脂含有水の処理装置
１１ 加圧浮上装置（油水分離手段）
１２ 曝気槽
１３ 沈殿池（固液分離手段）
１５ 遠心濃縮機（濃縮手段）
１６ 消化槽（有機性廃棄物の処理装置）
１７ 汚泥脱水機
２０ 原水路
２２ 分離水路
２３ 流出水路
２４ 処理水路
３１ 汚泥路（廃棄物供給路）
３０、３２ 散気管（気体供給手段）
３３ 消化残渣路
３４ 脱水ケーキ路

Claims (11)

1. 油脂含有水を固液分離して、分離水と、油脂を含むスラリ状の油脂汚泥と、を得る油水分離工程と、
   前記分離水を生物処理する生物処理工程と、
   前記生物処理工程から流出する流出水を固液分離して、余剰汚泥と、処理水と、を得る固液分離工程と、
   前記油水分離工程で得られた前記油脂汚泥と、前記固液分離工程で得られた前記余剰汚泥と、を消化汚泥の存在下で好気的に高温消化する消化工程と、を含む油脂含有水の処理方法。
2. 前記余剰汚泥及び前記油脂汚泥を混合した混合汚泥の油脂濃度が、ノルマルヘキサン抽出物として５，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌとなるように、前記余剰汚泥と前記油脂汚泥とを混合する請求項１に記載の油脂含有水の処理方法。
3. 前記消化工程の前段に、前記混合汚泥の固形物濃度を調整する濃度調整工程をさらに含む請求項１又は２に記載の油脂含有水の処理方法。
4. 前記濃度調整工程において、前記混合汚泥の固形物濃度が１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌとなるように調整する請求項３に記載の油脂含有水の処理方法。
5. 前記消化工程において、前記混合汚泥及び前記消化汚泥を含む反応液の液面に泡の層が形成されるように酸素含有気体を供給する請求項１から４のいずれかに記載の油脂含有水の処理方法。
6. 有機性廃棄物と、油脂と、を油脂濃度がノルマルヘキサン抽出物として５，０００〜６０，０００ｍｇ／Ｌとなるように混合して消化汚泥の存在下で好気的に高温消化する消化工程を含む有機性廃棄物の処理方法。
7. 前記消化工程の前段に、前記有機性廃棄物及び前記油脂を混合した混合物の固形物濃度を調整する濃度調整工程をさらに含む請求項６に記載の有機性廃棄物の処理方法。
8. 前記濃度調整工程において、前記混合物の固形物濃度が１０，０００〜１００，０００ｍｇ／Ｌとなるように調整する請求項７に記載の有機性廃棄物の処理方法。
9. 前記消化工程において、前記混合物及び前記消化汚泥を含む反応液の液面に泡の層が形成されるように酸素含有気体を供給する請求項６から８のいずれかに記載の有機性廃棄物の処理方法。
10. 油脂含有水を固液分離して、分離水と、油脂を含むスラリ状の油脂汚泥と、を得る油水分離手段と、
    前記油水分離手段と接続され、前記分離水を生物処理する生物処理槽と、
    前記生物処理槽と接続され、前記生物処理槽から流出する流出水を固液分離して、余剰汚泥と、処理水と、を得る固液分離手段と、
    前記油水分離手段で分離された前記油脂汚泥及び前記固液分離手段で分離された前記余剰汚泥が導入される汚泥路と、気体供給手段と、を備え、消化汚泥の存在下で高温消化を行なう消化槽と、を含み、
    前記油水分離手段及び前記固液分離手段は、前記汚泥路を介して前記消化槽と接続されている油脂含有水の処理装置。
11. 消化汚泥の存在下で有機性廃棄物を高温消化させる消化槽を備える有機性廃棄物の消化装置であって、
    前記消化槽は、有機性廃棄物及び油脂が導入される廃棄物供給路と、前記消化槽内に酸素含有気体を供給して前記消化槽内の液面に泡の層を形成させる気体供給手段と、を備える有機性廃棄物の処理装置。

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