JP2010012446A - Fat and oil containing waste water treatment apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、油脂を含有する有機性排水を処理するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for treating organic wastewater containing fats and oils.
微生物を利用した排水処理方法として、一般に、好気性菌による好気性処理法及び嫌気性菌によるメタン発酵処理法(嫌気性処理法)が知られている。好気性処理法は被処理水に空気を吹き込むためのエネルギーを要するのに対し、メタン発酵処理法は消費エネルギーが少なく、またメタンなどを主成分とするバイオガスを得ることもできる。このため、メタン発酵処理法は、好気性処理法よりもエネルギー効率の点で有利であるといわれている。また、余剰汚泥の発生量が少ないのもメタン発酵処理法の利点の一つである。 As wastewater treatment methods using microorganisms, an aerobic treatment method using an aerobic bacterium and a methane fermentation treatment method (anaerobic treatment method) using an anaerobic bacterium are generally known. The aerobic treatment method requires energy for blowing air into the water to be treated, whereas the methane fermentation treatment method consumes less energy and can also obtain biogas mainly composed of methane. For this reason, the methane fermentation treatment method is said to be advantageous in terms of energy efficiency over the aerobic treatment method. One of the advantages of the methane fermentation treatment method is that the amount of excess sludge generated is small.
有機物を高濃度に含む高負荷排水をメタン発酵処理法で処理するため、種々のタイプの上向流式嫌気性処理槽が開発されている。例えば、UASB(Upflow Anaerobic Sludge Blanket)法やこれを改良したEGSB(Expanded Glanular Sludge Bed)法を利用した処理槽が知られている。これらの上向流式嫌気性処理槽は、グラニュール汚泥と呼ばれる粒状の汚泥を槽内に収容することができ、被処理水がグラニュール汚泥と接触しながら上方に流れることによって、有機物が効率的に分解される。 Various types of upward flow anaerobic treatment tanks have been developed to treat high-load wastewater containing organic substances at high concentrations by the methane fermentation treatment method. For example, a processing tank using a UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) method or an improved EGSB (Expanded Glanular Sludge Bed) method is known. These upward-flow anaerobic treatment tanks can store granular sludge called granular sludge in the tank, and the organic matter is made efficient by flowing the treated water upward while in contact with the granular sludge. Is broken down.
ところで、油脂を含有する有機性排水をグラニュール汚泥で処理する場合、油脂がグラニュール汚泥に付着し、これによって排水とグラニュール汚泥との接触効率が低下して有機物の処理が不十分となりやすい。このような問題を解決する手段として、下記特許文献1には、上向流式嫌気性処理槽に被処理水を導入するに先立ち、被処理水から油分を分離し、これをリパーゼ生成菌によって分解する嫌気性処理装置が記載されている。 By the way, when treating organic wastewater containing fats and oils with granule sludge, the fats and oils adhere to the granule sludge, which tends to reduce the contact efficiency between the wastewater and the granule sludge, resulting in insufficient treatment of organic matter. . As means for solving such a problem, in Patent Document 1 below, prior to introducing the water to be treated into the upward flow type anaerobic treatment tank, oil is separated from the water to be treated, and this is separated by lipase producing bacteria. An anaerobic treatment device that decomposes is described.
また、下記特許文献2には、油脂の分解によって生成する高級脂肪酸がメタン発酵の阻害要因となることが記載されており、これを防止する観点から、嫌気性処理槽内の高級脂肪酸濃度を制御しながら油脂含有排水を処理する方法が記載されている。
上記特許文献1に記載の嫌気性処理装置によれば、上向流式嫌気処理槽の前段で油脂を分離できるため、油脂が上向流式嫌気処理槽内に導入されることによって生じる接触効率の低下などを未然に防止できる。しかし、当該嫌気性処理装置は、油脂をより一層高度に分解する点において未だ改善の余地があった。 According to the anaerobic treatment apparatus described in Patent Document 1, since oil and fat can be separated in the upstream stage of the upward flow type anaerobic treatment tank, the contact efficiency caused by the fat and oil being introduced into the upward flow type anaerobic treatment tank. Can be prevented in advance. However, the anaerobic treatment apparatus still has room for improvement in terms of further decomposing oil and fat.
すなわち、油脂を分解する酵素を生成する菌体(以下、「酵素生成菌」という。)は、一般に自己凝集性及び沈降性が乏しいため、処理水とともに分解槽から流出しやすいという性質を有する。仮に、槽内の酵素生成菌の濃度が一定のレベルよりも低下すると、油脂が分解されずにそのまま後段の嫌気性処理槽に流入したり、あるいは、嫌気性処理槽内においてメタン発酵処理の阻害要因となり得る高級脂肪酸濃度が高くなったりするおそれがある。 In other words, bacterial cells that produce enzymes that degrade fats and oils (hereinafter referred to as “enzyme-producing bacteria”) generally have poor self-aggregation properties and sedimentation properties, and therefore have the property of easily flowing out of the decomposition tank together with the treated water. If the concentration of the enzyme-producing bacteria in the tank falls below a certain level, the fats and oils are not decomposed and flow into the subsequent anaerobic treatment tank, or the methane fermentation treatment is inhibited in the anaerobic treatment tank. There is a possibility that the higher fatty acid concentration which may be a factor becomes high.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、有機性排水に含まれる油脂を高度に分解し、有機性排水を十分に処理できる排水処理装置を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in order to solve the said subject, and it aims at providing the waste water treatment apparatus which decomposes | disassembles the fats and oils contained in organic waste water highly, and can fully process organic waste water.
本発明に係る油脂含有排水処理装置は、油脂を含有する有機性排水を処理するためのものであって、有機性排水から油脂を分離するとともに、油脂の含有量が低減された分離水を得る油脂分離手段と、分離水に含まれる有機物をメタン発酵処理する上向流式嫌気性処理槽と、油脂分離手段によって分離された油脂及びこれを分解するための菌体を収容し、当該油脂を分解処理する油脂分解槽と、油脂分解槽から排出された処理液を固形分と液体分とに分離する固液分離手段と、固形分を油脂分解槽に返送する固形分返送ラインとを備える。 The fat and oil-containing wastewater treatment apparatus according to the present invention is for treating organic wastewater containing fats and oils, and separates fats and oils from the organic wastewater and obtains separated water in which the content of fats and oils is reduced. Oil and fat separation means, an upflow anaerobic treatment tank for methane fermentation treatment of organic matter contained in the separated water, oil and fat separated by the oil and fat separation means and cells for decomposing this are contained, An oil and fat decomposition tank for decomposing, a solid-liquid separation means for separating the treatment liquid discharged from the oil and fat decomposition tank into a solid content and a liquid content, and a solid content return line for returning the solid content to the oil and fat decomposition tank.
上記構成の排水処理装置によれば、油脂分解槽から処理液とともに流出した酵素生成菌を固液分離手段及び固形分返送ラインによって油脂分解槽に返送できる。油脂分解槽において酵素生成菌の濃度を十分に維持できるため、油脂を十分高度に分解できる。 According to the wastewater treatment apparatus having the above-described configuration, the enzyme-producing bacteria that have flowed out together with the treatment liquid from the fat and oil decomposition tank can be returned to the fat and oil decomposition tank by the solid-liquid separation means and the solid content return line. Since the concentration of enzyme-producing bacteria can be sufficiently maintained in the oil and fat decomposition tank, the oil and fat can be decomposed to a sufficiently high degree.
上記のように、油脂分解槽における処理によって油脂を高度に分解できるため、油脂の含有量が十分に低減された被処理水を上向流式嫌気性処理槽へと供給できる。これにより、上向流式嫌気性処理槽内においては、生物汚泥に油脂が付着することなどに起因する問題を未然に防止することができる。よって、上向流式嫌気性処理槽は、その処理能力を十分に発揮することができ、高負荷運転も可能となる。 As described above, since the fat and oil can be highly decomposed by the treatment in the fat and oil decomposition tank, the water to be treated in which the content of the fat and oil is sufficiently reduced can be supplied to the upward flow type anaerobic treatment tank. Thereby, in the upward flow type anaerobic treatment tank, problems caused by oils and fats adhering to biological sludge can be prevented in advance. Therefore, the upward flow type anaerobic treatment tank can sufficiently exhibit its treatment capacity and can be operated at a high load.
また、本発明に係る油脂含有排水処理装置は、固液分離手段によって分離された液体分を油脂分離手段の上流側に移送する第1の液体分移送ラインを更に備えることが好ましい。固液分離手段によって分離された液体分は第1の液体分移送ラインによって油脂分離手段の上流側に移送されるため、当該液体中に残存する油脂は油脂分離手段によって分離され、油脂分解槽へと再度供給される。このようなプロセスを経ることにより、被処理水に含まれる油脂を十分高度に分解できる。 Moreover, it is preferable that the oil-and-fat-containing wastewater treatment apparatus according to the present invention further includes a first liquid transfer line that transfers the liquid separated by the solid-liquid separation unit to the upstream side of the oil-separation unit. Since the liquid component separated by the solid-liquid separation means is transferred to the upstream side of the oil separation means by the first liquid content transfer line, the oil remaining in the liquid is separated by the oil separation means and sent to the oil decomposition tank. And will be supplied again. By going through such a process, the fats and oils contained in the water to be treated can be decomposed sufficiently sufficiently.
本発明に係る油脂含有排水処理装置は、固液分離手段によって分離された液体分を油脂分離手段の下流側であり且つ上向流式嫌気性処理槽の上流側に移送する第2の液体分移送ラインを備えたものであってもよい。当該排水処理装置は、油脂の含有量が比較的少ない有機性排水を処理する場合などに好適である。なお、当該排水処理装置が備える第2の液体分移送ラインは液体分を上向流式嫌気性処理槽に供給するためのものであるのに対し、上述の排水処理装置が備える第1の液体分移送ラインは液体分を油脂分離手段に供給するためのものである。固液分離手段によって分離された液体分の移送先が相違する点の他は、当該排水処理装置の構成及びその効果は、上述の排水処理装置と同様である。 The oil and fat-containing wastewater treatment apparatus according to the present invention is a second liquid component that transfers the liquid separated by the solid-liquid separation means to the downstream side of the oil and fat separation means and to the upstream side of the upward flow type anaerobic treatment tank. It may be provided with a transfer line. The wastewater treatment apparatus is suitable for treating organic wastewater with a relatively small content of fats and oils. The second liquid transfer line provided in the wastewater treatment apparatus is for supplying the liquid to the upward flow anaerobic treatment tank, whereas the first liquid provided in the wastewater treatment apparatus described above. The minute transfer line is for supplying the liquid component to the oil separation means. The structure and effect of the wastewater treatment apparatus are the same as those of the above-described wastewater treatment apparatus, except that the transfer destination of the liquid component separated by the solid-liquid separation means is different.
本発明においては、油脂分解槽は槽内の被処理液に対してアルカリを添加する手段を備えることが好ましい。被処理液にアルカリを添加することにより、被処理液中に油脂が分散しやすくなり、酵素生成菌によって生成される酵素と油脂との接触効率が向上し、油脂の分解速度が向上する。 In this invention, it is preferable that an oil-fat decomposition tank is equipped with the means to add an alkali with respect to the to-be-processed liquid in a tank. By adding an alkali to the liquid to be treated, the fats and oils are easily dispersed in the liquid to be treated, the contact efficiency between the enzymes and fats produced by the enzyme-producing bacteria is improved, and the decomposition rate of the fats and oils is improved.
油脂分解槽内の被処理液に添加するアルカリは、水酸化カルシウムであることが好ましい。被処理液に水酸化カルシウムを添加することにより、油脂の分散性の向上効果に加え、水酸化カルシウムが電離して生じるCa2+によって油脂分解酵素の活性が高められるという効果が奏される。 The alkali added to the liquid to be treated in the oil / fat decomposition tank is preferably calcium hydroxide. By adding calcium hydroxide to the liquid to be treated, in addition to the effect of improving the dispersibility of fats and oils, there is an effect that the activity of the fat-degrading enzyme is enhanced by Ca 2+ generated by the ionization of calcium hydroxide.
また、被処理液に水酸化カルシウムを添加することによって、油脂分解槽内の二酸化炭素とCa2+とが反応して不溶性の炭酸カルシウムが生成する。この炭酸カルシウムが酵素生成菌に付着すると酵素生成菌の比重が高くなる。そうすると、油脂分解槽から酵素生成菌が流出しにくくなる。また、流出した酵素生成菌についても沈降性が向上しているため、固液分離手段として沈殿槽などを採用でき、効率的に分離回収できる。更に、上向流式嫌気性処理槽内の二酸化炭素とCa2+とが反応して生じた炭酸カルシウムが生じ、当該槽内の生物汚泥に付着する。このことにより、生物汚泥の浮上や流出が起こりにくくなり、より一層安定的なメタン発酵処理が可能となる。 In addition, by adding calcium hydroxide to the liquid to be treated, carbon dioxide in the fat and oil decomposition tank reacts with Ca 2+ to produce insoluble calcium carbonate. When this calcium carbonate adheres to the enzyme-producing bacteria, the specific gravity of the enzyme-producing bacteria increases. If it does so, it will become difficult to flow out an enzyme production microbe from an oil-and-oil decomposition tank. Moreover, since the sedimentation property of the outflowing enzyme-producing bacteria is also improved, a sedimentation tank or the like can be adopted as a solid-liquid separation means, and the separation and recovery can be performed efficiently. Furthermore, calcium carbonate produced by the reaction between carbon dioxide and Ca 2+ in the upward flow type anaerobic treatment tank is generated and adheres to the biological sludge in the tank. This makes it difficult for the biological sludge to float and flow out, and enables a more stable methane fermentation process.
上記の油脂含有排水処理装置によれば、油脂を含有する有機性排水を以下の方法によって処理できる。すなわち、当該装置は、有機性排水から油脂を分離するとともに、油脂の含有量が低減された分離水を得る油脂分離工程と、分離水に含まれる有機物のメタン発酵処理を上向流式嫌気性処理槽において行う嫌気性処理工程と、油脂を分解するための菌体が収容された油脂分解槽に、油脂分離工程で分離した油脂を導入し、当該油脂の分解処理を行う油脂分解工程と、油脂分解槽から排出された処理液を固形分と液体分とに分離する固液分離工程と、固形分を油脂分解槽へ返送する固形分返送工程と、液体分を液体分移送ラインで移送し、当該液体分と油脂分離工程前の有機性排水又は油脂分離工程後の分離水とを混合する液体分移送工程とを備える排水処理方法を実施できる。 According to the oil and fat-containing wastewater treatment apparatus, organic wastewater containing fats and oils can be treated by the following method. That is, the apparatus separates fats and oils from organic wastewater, and at the same time, separates the fats and oils to obtain separated water with a reduced content of fats and oils, and the methane fermentation treatment of the organic matter contained in the separated water. An anaerobic treatment step performed in the treatment tank, and an oil and fat decomposition step in which the fat and oil separated in the fat and oil separation step are introduced into the fat and oil decomposition tank containing the cells for decomposing the fat and oil, and the fat and oil decomposition treatment is performed. A solid-liquid separation process that separates the treatment liquid discharged from the fat and oil decomposition tank into a solid content and a liquid content, a solid content return process that returns the solid content to the fat and oil decomposition tank, and a liquid content that is transferred through a liquid content transfer line. The wastewater treatment method comprising the liquid component and the liquid component transfer step of mixing the organic wastewater before the oil separation step or the separated water after the oil separation step can be carried out.
上記の排水処理方法によれば、固液分離工程及び固形分返送工程を経ることによって、油脂分解槽から処理液とともに流出した酵素生成菌を当該槽内に返送できる。油脂分解槽において酵素生成菌の濃度を十分に維持できるため、油脂を十分高度に分解できる。 According to said waste water treatment method, the enzyme producing microbe which flowed out with the process liquid from the fats and oils decomposition tank can be returned in the said tank by passing through a solid-liquid separation process and a solid content return process. Since the concentration of enzyme-producing bacteria can be sufficiently maintained in the oil and fat decomposition tank, the oil and fat can be decomposed to a sufficiently high degree.
上記の通り、油脂分解槽における処理によって油脂を高度に分解できるため、油脂の含有量が十分に低減された被処理水を上向流式嫌気性処理槽へと供給できる。これにより、上向流式嫌気性処理槽内においては、生物汚泥に油脂が付着することなどに起因する問題を未然に防止することができる。よって、上向流式嫌気性処理槽は、その処理能力を十分に発揮することができ、高負荷運転も可能となる。 As described above, since the fats and oils can be highly decomposed by the treatment in the fat and oil decomposition tank, the water to be treated whose oil content is sufficiently reduced can be supplied to the upward flow anaerobic treatment tank. Thereby, in the upward flow type anaerobic treatment tank, problems caused by oils and fats adhering to biological sludge can be prevented in advance. Therefore, the upward flow type anaerobic treatment tank can sufficiently exhibit its treatment capacity and can be operated at a high load.
固液分離工程において分離された液体分の移送先、すなわち、当該液体分を油脂分離工程前の有機性排水又は油脂分離工程後の分離水のいずれと混合するかは、原水に含まれる油脂濃度などに応じて適宜選択することができる。 The destination of the liquid component separated in the solid-liquid separation step, that is, whether the liquid component is mixed with the organic waste water before the fat separation step or the separated water after the fat separation step is the fat concentration contained in the raw water It can be appropriately selected according to the above.
本発明によれば、有機性排水に含まれる油脂を高度に分解し、有機性排水を十分に処理できる。 According to the present invention, fats and oils contained in organic waste water can be highly decomposed to sufficiently treat organic waste water.
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(油脂含有排水処理装置)
図1は、本発明の好適な実施形態に係る排水処理装置の構成を示す図である。排水処理装置10は、前段の油脂前処理部10aと、後段の嫌気性処理部10bとを備える。油脂前処理部10aは、調整槽2と、油脂分離手段3と、油脂分解槽5と、沈殿槽(固液分離手段)6とを有する。他方、嫌気性処理部10bは、酸生成槽7と、上向流式嫌気性処理槽8とを備える。以下、各構成要素について説明する。
(Oil containing wastewater treatment equipment)
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a wastewater treatment apparatus according to a preferred embodiment of the present invention. The
油脂前処理部10aの調整槽2は、油脂含有排水(以下、場合により単に「排水」という。)を一旦貯留し、油脂分離手段3に移送する水量を調整するためのものである。調整槽2には、排水(原水)を導入するラインL1及び排水を油脂分離手段3へと移送するラインL2が接続されている。調整槽2から油脂分離手段3へと移送する排水の量は、排水処理装置10の処理能力に応じて調整される。なお、調整槽2は、排水に含まれる夾雑物の除去機能を具備したものであってもよい。
The
油脂分離手段3は、ラインL2を通じて供給される排水に含まれる油脂を分離するためのものである。油脂分離手段3として適用可能な装置は、例えば、加圧浮上装置、常圧浮上装置、油水分離器、オイルトラップ等である。油脂分離手段3には、油脂の含有量が低減された分離水を油脂分解槽5へと移送するラインL3及び分離した油脂を酸生成槽7へと移送するラインL4が接続されている。
The oil / fat separation means 3 is for separating the oil / fat contained in the wastewater supplied through the line L2. Devices applicable as the oil separation means 3 are, for example, a pressure levitation device, a normal pressure levitation device, an oil / water separator, an oil trap, and the like. The oil separation means 3 is connected to a line L3 for transferring the separated water in which the oil content is reduced to the
油脂分解槽5は、ラインL3を通じて供給される油脂を分解処理するためのものである。油脂分解槽5は、槽内に油脂を含む被処理液及び酵素生成菌を収容できるようになっている。油脂分解槽5は、槽内の被処理液に添加するアルカリ(例えば、水酸化カルシウム水溶液)を収容するアルカリ貯槽5aと、アルカリ貯槽5a内のアルカリを油脂分解槽5へと移送するラインL5とを備える。本実施形態においては、アルカリ貯槽5a及びラインL5によってアルカリ添加手段が構成される。なお、アルカリの添加量は、ラインL5がその途中に備えるポンプ(図示せず)などによって調整すればよい。
The fat and
また、油脂分解槽5は、水面近傍の被処理液をラインL3内に返送して液相中に供給するための循環ポンプ5bを備える。水面に浮上しやすい油脂を循環ポンプ5bで槽内の液槽中にくり返し供給することで、油脂を効率的に分解できるという利点がある。また、油脂分解槽5は、槽内に空気を供給するための散気板5c及びこれに空気を供給するブロア5dなどを備える。油脂分解槽5には、処理液を沈殿槽6へと移送するラインL6が接続されている。
Moreover, the fat and
沈殿槽6は、油脂分解槽5からの処理液を固形分6aと液体分6bとに分離するためのものである。沈殿槽6は、重力によって固形分を沈降させ、槽の底部に固形分6aを濃縮できる構造となっている。沈殿槽6によって分離した固形分6aは、ライン(固形分返送ライン)L7を通じて油脂分解槽5に返送できるようになっている。これにより、油脂分解槽5の酵素生成菌が高密度に維持される。他方、沈殿槽6から排出される液体分6bは、ライン(液体分移送ライン)L8を通じて油脂分離手段3の上流側へ移送される。油脂分離手段3の上流側へと移送された液体分は、再度、油脂分離手段3に導入される。なお、ラインL7は途中でラインL7aが分岐しており、酵素生成菌等の余剰分を適宜排出できるようになっている。
The
油脂前処理部10aにおける処理を経た分離水は、油脂分離手段3から排出され、ラインL4を通じて嫌気性処理部10bへと移送される。
The separated water that has undergone the treatment in the
嫌気性処理部10bの酸生成槽7は、油脂分離手段3から排出された分離水に含まれる有機物を有機酸に変換するためのものである。分離水に含まれる有機物は、油脂前処理部10aにおける処理によって生成した脂肪酸などの有機物、原水に含まれていた油脂以外の有機物などである。酸生成槽7は、分離水及び酸発酵菌を収容できるようになっている。酸生成槽7には、酸発酵処理が施された分離水を上向流式嫌気性処理槽8へと供給するラインL9が接続されている。
The acid generation tank 7 of the
上向流式嫌気性処理槽8(以下、単に「処理槽8」という。)は、酸生成槽7における処理によって得られた有機酸をメタン発酵処理するためのものである。処理槽8として適用可能な処理槽としては、UASB型の反応槽やEGSB型の反応槽を例示できる。処理槽8は、被処理水及びグラニュール汚泥8aを収容できるようになっている。処理槽8の下部にラインL9が接続されており、被処理水が槽内をグラニュール汚泥8aと接触しながら、上方に流れるようになっている。
The upward flow anaerobic treatment tank 8 (hereinafter simply referred to as “treatment tank 8”) is for subjecting the organic acid obtained by the treatment in the acid generation tank 7 to methane fermentation. Examples of the treatment tank applicable as the treatment tank 8 include a UASB type reaction tank and an EGSB type reaction tank. The treatment tank 8 can accommodate water to be treated and
処理槽8の液面付近にはメタン発酵処理を経た処理液を排出するラインL10が接続されている。他方、処理槽8の上部にはメタン発酵処理によって生成したメタンガスを含むバイオガスを排出するラインL11が接続されている。 Near the liquid surface of the treatment tank 8, a line L10 for discharging the treatment liquid that has undergone the methane fermentation treatment is connected. On the other hand, a line L11 for discharging biogas containing methane gas generated by the methane fermentation process is connected to the upper part of the processing tank 8.
(油脂含有排水の処理方法)
次に、排水処理装置10を使用して油脂含有排水を処理する方法について説明する。
(Treatment method for oil-containing wastewater)
Next, a method for treating fat and oil-containing wastewater using the
まず、ラインL1を通じて調整槽2に油脂含有排水(原水)を導入する。一旦調整槽2に排水を貯留した後、ラインL2を通じて所定量の排水を油脂分離手段3に導入する。なお、調整槽2からの油脂含有排水及びラインL8からの液体分を、ラインL2を通じて油脂分離手段3に導入する。
First, fat and oil containing waste water (raw water) is introduced into the
油脂分離手段3においては、有機性排水から油脂を分離するとともに、油脂の含有量が低減された分離水を得る(油脂分離工程)。後段の油脂分解槽5における油脂の分解処理を効率的に行うため、油脂分離手段3に油脂を高濃度に濃縮することが好ましい。かかる観点から、ラインL3から排出する油脂を含む液の流量Aと、ラインL4から排出する分離水の流量Bとの比率(A/B)は、1/5〜1/20程度であることが好ましい。
In the oil separation means 3, oil and fat are separated from the organic waste water, and separated water having a reduced content of oil and fat is obtained (oil separation process). In order to efficiently perform the oil and fat decomposition treatment in the oil and
油脂分離手段3で分離した油脂を含む液を油脂分解槽5に導入し、他方、油脂の含有量が低減された分離水を酸生成槽7へと導入する。
The liquid containing the fats and oils separated by the fats and oils separating means 3 is introduced into the fats and
油脂分解槽5内において、油脂の分解処理を行う(油脂分解工程)。酵素生成菌を収容した油脂分解槽5内にラインL3を通じて導入し、循環ポンプ5bを用いて撹拌することによって、酵素生成菌が生じる酵素と油脂とを接触させ、油脂を分解する。散気板5cから槽内に空気を吹き込むことによって、酵素生成菌が増殖しやすくなり、油脂の分解速度が向上するという効果が得られる。油脂分解槽5における処理によって油脂をグリセロール及び脂肪酸(炭素数16〜18程度)に分解することが好ましい。なお、脂肪酸は炭素数16〜18程度のものに限らず、これよりも低級化したもの(炭素数15以下)を含んでもよい。
In the fat and
油脂分解槽5に収容された被処理液の酵素生成菌の濃度は、2000〜5000mg/Lであることが好ましい。酵素生成菌の濃度を上記の範囲に維持することによって、油脂の分解に必要なリパーゼを十分に生じさせることができる。この場合、被処理液の油脂濃度(n−ヘキサン抽出物質濃度)は、1000〜20000mg/L程度であることが好ましい。
It is preferable that the concentration of the enzyme-producing bacteria in the liquid to be treated stored in the oil /
油脂分解工程においては、油脂分解槽5内の被処理液に対し、ラインL5を通じて水酸化カルシウム(アルカリ)を添加する。油脂の分解効率を高める観点から、水酸化カルシウムを添加することによって、被処理液のpHを6.0〜9.5とすることが好ましく、7.0〜9.0とすることがより好ましい。
In the fat and oil decomposition step, calcium hydroxide (alkali) is added to the liquid to be treated in the fat and
油脂分解槽5における処理を経た処理液を、ラインL6を通じて沈殿槽6に導入する。沈殿槽6においては、油脂分解槽5から排出された処理液を固形分と液体分とに分離する(固液分離工程)。酵素生成菌を高濃度で含む固形分6aを、ラインL7を通じて油脂分解槽5へと返送する(固形分返送工程)。固形分6aに含まれる酵素生成菌を返送することにより、油脂分解槽5内の酵素生成菌を高密度に保持できる。
The treatment liquid that has undergone the treatment in the fat and
他方、沈殿槽6から排出された液体分6bをラインL8で移送し、液体分6bとラインL2内の排水とを混合する(液体分移送工程)。液体分6bを油脂分離手段3の上流側に移送することにより、液体分6b中に残存する油脂を再度、油脂分離手段3及び油脂分解槽5へと供給することができ、油脂をより一層高度に分解処理できる。
On the other hand, the
また、本実施形態によれば、以下のA〜Eの効果を得ることができる。
A.ラインL7を通じて油脂分解槽5に固形分6aを返送することによって、油脂分解槽5内の酵素生成菌を高濃度に保持できる。
B.被処理液を弱アルカリ性にすると、油脂が乳化系に移行しやすくなり、被処理液中に油脂が分散したエマルションの状態を容易に形成できる。その結果、油脂と油脂分解酵素との接触効率が高くなり、油脂の分解速度が向上する。
C.油脂が乳化した乳化系においては、非乳化系と比較し、リパーゼの活性が高くなるといわれており、油脂の分解速度が向上する。
D.水酸化カルシウムが電離して生じるCa2+は、リパーゼの活性を高める働きを有するため、油脂分解槽5における油脂の分解が促進される。
E.油脂分解槽5内においてCa2+と二酸化炭素と反応して不溶性の炭酸カルシウムを生成する。この炭酸カルシウムが酵素生成菌に付着すると酵素生成菌フロックの比重が高くなる。その結果、油脂分解槽5から酵素生成菌が流出しにくくなるとともに、流出した酵素生成菌は沈殿槽6によって効率的に分離回収できる。従って、油脂分解槽5内の酵素生成菌の高濃度に更に保持しやすくなる。
Moreover, according to this embodiment, the following effects A to E can be obtained.
A. By returning the
B. When the liquid to be treated is made weakly alkaline, the fats and oils are easily transferred to the emulsification system, and an emulsion state in which the fats and oils are dispersed in the liquid to be treated can be easily formed. As a result, the contact efficiency between the oil and fat and the oil-degrading enzyme is increased, and the oil and fat decomposition rate is improved.
C. In an emulsified system in which fats and oils are emulsified, it is said that the activity of lipase is higher than in non-emulsified systems, and the degradation rate of fats and oils is improved.
D. Since Ca 2+ generated by ionization of calcium hydroxide has a function of enhancing the activity of lipase, the decomposition of fats and oils in the fat and
E. In the fat and
油脂前処理部10aにおける処理を経て油脂分離手段3から排出された分離水を、後段の嫌気性処理部10bに供給し、分離水に含まれる有機物の分解処理を行う。
The separated water discharged from the fat and oil separation means 3 through the treatment in the fat and
まず、油脂分離手段3から排出された分離水を、ラインL4を通じて酸生成槽7に導入する。分離水は、油脂の分解によって生成したグリセリンや脂肪酸、あるいは原水中に含まれていた油脂以外の有機物を含有する。酸生成槽7においては、酸発酵処理によって有機物を炭素数6以下の脂肪酸等の有機酸に分解する。 First, the separated water discharged from the oil separation means 3 is introduced into the acid generation tank 7 through the line L4. The separated water contains glycerin and fatty acids generated by the decomposition of fats and oils, or organic substances other than the fats and oils contained in the raw water. In the acid generation tank 7, the organic matter is decomposed into an organic acid such as a fatty acid having 6 or less carbon atoms by acid fermentation treatment.
なお、酸生成槽7においても、前段の油脂分解槽5にて水酸化カルシウム(アルカリ)を添加し、pHをアルカリ性側に調整したことによって以下の効果が奏される。すなわち、弱アルカリ性の分離水を酸生成槽7に供給すると、水中に分散しにくい高級脂肪酸が乳化系に移行しやすくなり、被処理水中に高級脂肪酸が分散したエマルションの状態を容易に形成できる。そのため、高級脂肪酸と酸発酵菌との接触効率が高くなり、高級脂肪酸が中級脂肪酸に分解するとともに、中低級脂肪酸がより低級化する。
In addition, also in the acid production | generation tank 7, the following effects are show | played by adding calcium hydroxide (alkali) in the oil-and-
次に、酸生成槽7における酸発酵処理を経た分離水を、ラインL9を通じて処理槽8内に導入する。処理槽8において、被処理水に含まれる有機物のメタン発酵処理を行う(嫌気性処理工程)。被処理水が槽の下部から上部へ向けて上昇する間に、グラニュール汚泥8aと接触し、中級脂肪酸等の有機酸がメタン発酵によって分解される。処理槽8内においては、グラニュール汚泥8aに油脂が付着することなどに起因する問題を未然に防止することができる。よって、処理槽8は、その処理能力を十分に発揮することができ、高負荷運転も可能となる。
Next, the separated water that has undergone the acid fermentation treatment in the acid production tank 7 is introduced into the treatment tank 8 through the line L9. In the treatment tank 8, an organic matter contained in the water to be treated is subjected to methane fermentation treatment (anaerobic treatment step). While the water to be treated rises from the lower part to the upper part of the tank, it comes into contact with the
処理槽8内の被処理水は、メタン生成菌による分解処理を好適に行う観点から、pHが6〜9であることが好ましく、6.5〜8.5であることがより好ましい。 The water to be treated in the treatment tank 8 preferably has a pH of 6 to 9, more preferably 6.5 to 8.5, from the viewpoint of suitably performing a decomposition treatment with a methanogen.
なお、処理槽8においても、前段の油脂分解槽5にて水酸化カルシウムを添加したことによる以下の効果が奏される。すなわち、処理槽8内において、ラインL4を通じて供給される分離水に含まれるCa2+と二酸化炭素とが反応し、不溶性の炭酸カルシウムが生成する。この炭酸カルシウムがグラニュール汚泥8aに付着することによって、グラニュール汚泥8aの比重が高くなる。その結果、グラニュール汚泥8aの浮上や流出が起こりにくくなり、より一層安定的なメタン発酵処理が可能となる。
In addition, also in the processing tank 8, the following effects by having added calcium hydroxide in the oil-and-
また、処理槽8における処理は、被処理水が浮遊物質(Suspended Solid)を多く含むものであると、不安定となりやすい。この点に関し、ラインL4を通じて処理槽8に供給される分離水は、油脂分離手段3や沈殿槽6における処理を経たものであるため、処理槽8に流入するSSは十分に低濃度である。従って、処理槽8において安定的に嫌気性処理を実施できる。
Further, the treatment in the treatment tank 8 tends to be unstable when the water to be treated contains a lot of suspended solids. In this regard, since the separated water supplied to the treatment tank 8 through the line L4 has been subjected to the treatment in the oil separation means 3 and the
処理槽8からラインL10を通じて排出される処理水は、排出先の水質基準あるいは用途に応じて必要な処理が施された後、放流等される。ラインL11を通じて排出されるバイオガスは、脱硫処理等を経て、エネルギーとして利用できる。 The treated water discharged from the treatment tank 8 through the line L10 is discharged after being subjected to a necessary treatment according to the water quality standard or application of the discharge destination. The biogas discharged through the line L11 can be used as energy through a desulfurization process or the like.
本実施形態によれば、有機性排水に含まれる油脂を油脂前処理部10aにおける処理によって高度に分解できる。このため、油脂の含有量が十分に低減された分離水を後段の嫌気性処理部10bへと供給できる。よって、嫌気性処理部10bの処理槽8は、その処理能力を十分に発揮することができ、有機物を十分に分解処理できる。
According to this embodiment, the fats and oils contained in organic waste water can be decomposed | disassembled highly by the process in the
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明に係る排水処理装置は、図2に示す構成であってもよい。 The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the structure shown in FIG. 2 may be sufficient as the waste water treatment apparatus which concerns on this invention.
図2は、本発明に係る排水処理装置の他の実施形態を示す構成図である。同図に示す排水処理装置20は、沈殿槽6で分離された液体分6bがラインL18を通じて油脂分離手段3の下流側であり且つ処理槽8の上流側に移送される点において、上述の排水処理装置10と相違する。
FIG. 2 is a block diagram showing another embodiment of the waste water treatment apparatus according to the present invention. The waste
液体分6bの移送先、すなわち、液体分6bを油脂分離工程前の有機性排水又は油脂分離工程後の分離水のいずれと混合するかは、原水に含まれる油脂濃度などに応じて適宜選択すればよく、移送先を適宜切り替えることができるようにしてもよい。なお、図1,2に示す通り、液体分を移送するためのラインL8,L18は、沈殿槽6とラインL2,L4とをそれぞれ連通するものであるが、ラインL8又はラインL18で移送した液体分を油脂分離手段3又は酸生成槽7に直接供給してもよい。
The destination of the
また、上記実施形態では、固液分離手段として沈殿槽6を使用する場合を例示したが、これの代わりに、遠心分離機などを使用してもよい。ただし、遠心分離機を使用するよりも沈殿槽6を使用する方が消費エネルギーやコストの点で有利である。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
更に、油脂分解槽5内の被処理液に添加するアルカリは、水酸化カルシウムに限定されるものではなく、水酸化マグネシウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを使用してもよく、これらのアルカリと水酸化カルシウムとを併用してもよい。また、処理槽8から排出される処理水の一部を酸生成槽7へ返送してもよい。なお、油脂分解槽5における分解の程度や原水の性状によっては、酸生成槽7を必ずしも設置しなくてよい。この場合、油脂分離手段3からの分離水を処理槽8に直接導入すればよい。
Furthermore, the alkali added to the liquid to be treated in the fat and
〔油脂含有水の分解実験〕
表1に示す組成の合成排水を調製し、この合成排水の分解実験を行った。
Synthetic waste water having the composition shown in Table 1 was prepared, and the synthetic waste water was decomposed.
(実験例1)
容量0.5Lの容器内に、上記合成排水0.1L及び微生物製剤((株)ゲイト製、商品名:GS−I)を投入した。その後、温度30℃にて24時間にわたって攪拌することにより、油脂含有水の分解実験を行った。なお、実験中、容器内の被処理水のpHが9となるように水酸化カルシウムを適宜添加した。分解実験後の容器内を目視で観察したところ、油膜の残存は認められず、ノルマルヘキサン抽出法によって油脂含有量を測定した結果、当初3000mg/Lであった油脂含有量が300mg/Lとなり、油脂は十分に分解された。
(Experimental example 1)
The synthetic waste water 0.1L and the microorganism preparation (manufactured by Gate Co., Ltd., trade name: GS-I) were put into a container having a capacity of 0.5L. Then, decomposition | disassembly experiment of oil-containing water was done by stirring over 24 hours at the temperature of 30 degreeC. During the experiment, calcium hydroxide was appropriately added so that the pH of the water to be treated in the container was 9. When the inside of the container after the decomposition experiment was visually observed, no oil film remained, and as a result of measuring the fat content by the normal hexane extraction method, the fat content that was initially 3000 mg / L became 300 mg / L, The fat was fully decomposed.
(実験例2)
被処理水のpHが7となるように、水酸化カルシウムを適宜添加したことの他は、実験例1と同様にして上記合成排水の分解実験を行った。分解実験後の容器内を目視で観察したところ、油膜の残存は認められず、油脂は十分に分解された。
(Experimental example 2)
The synthetic waste water was decomposed in the same manner as in Experimental Example 1 except that calcium hydroxide was appropriately added so that the pH of the water to be treated was 7. When the inside of the container after the decomposition experiment was visually observed, no oil film remained, and the fats and oils were sufficiently decomposed.
(実験例3)
被処理水のpHが5となるように、水酸化カルシウム又は塩酸を適宜添加したことの他は、実験例1と同様にして上記合成排水の分解実験を行った。分解実験後の容器内を目視で観察したところ、油脂の残存が認められた。
(Experimental example 3)
The synthetic waste water was decomposed in the same manner as in Experimental Example 1, except that calcium hydroxide or hydrochloric acid was appropriately added so that the pH of the water to be treated was 5. When the inside of the container after the decomposition experiment was visually observed, residual oil was observed.
(実験例4)
水酸化カルシウムの代わりに水酸化ナトリウムを添加することによって、被処理水のpHが9となるように調整したことの他は、実験例1と同様にして上記合成排水の分解実験を行った。分解実験後の容器内を目視で観察したところ、油膜の残存は認められず、ノルマルヘキサン抽出法によって油脂含有量を測定した結果、当初3000mg/Lであった油脂含有量が500mg/Lとなり、油脂は十分に分解された。
(Experimental example 4)
The synthetic waste water was decomposed in the same manner as in Experimental Example 1 except that sodium hydroxide was added instead of calcium hydroxide so that the pH of the water to be treated was adjusted to 9. When the inside of the container after the decomposition experiment was visually observed, no oil film remained, and as a result of measuring the fat content by the normal hexane extraction method, the fat content that was initially 3000 mg / L was 500 mg / L, The fat was fully decomposed.
以上の実験から、水酸化カルシウムの方が水酸化ナトリウムよりも添加するアルカリとして適していることが確認できる。 From the above experiment, it can be confirmed that calcium hydroxide is more suitable as an alkali to be added than sodium hydroxide.
3…油脂分離手段、5…油脂分解槽、6…沈殿槽(固液分離手段)、6a…固形分、6b…液体分、7…酸生成槽、8…上向流式嫌気性処理槽、10,20…排水処理装置、10a…油脂前処理部、10b…嫌気性処理部、L7…固形分返送ライン、L8…液体分移送ライン。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Oil separation means, 5 ... Oil decomposition tank, 6 ... Precipitation tank (solid-liquid separation means), 6a ... Solid content, 6b ... Liquid content, 7 ... Acid production tank, 8 ... Upflow anaerobic processing tank, DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記有機性排水から油脂を分離するとともに、油脂の含有量が低減された分離水を得る油脂分離手段と、
前記分離水に含まれる有機物をメタン発酵処理する上向流式嫌気性処理槽と、
前記油脂分離手段によって分離された油脂及びこれを分解するための菌体を収容し、当該油脂を分解処理する油脂分解槽と、
前記油脂分解槽から排出された処理液を固形分と液体分とに分離する固液分離手段と、
前記固形分を前記油脂分解槽に返送する固形分返送ラインと、
を備えることを特徴とする油脂含有排水処理装置。 A wastewater treatment device for treating organic wastewater containing fats and oils,
While separating fats and oils from the organic waste water, fats and oils separating means for obtaining separated water in which the content of fats and oils is reduced,
An upward flow type anaerobic treatment tank for methane fermentation treatment of organic matter contained in the separated water;
Containing an oil and fat separated by the oil and fat separating means and a fungus body for decomposing the oil and fat, and an oil and fat decomposition tank for decomposing the oil and fat;
Solid-liquid separation means for separating the treatment liquid discharged from the fat and oil decomposition tank into a solid content and a liquid content;
A solid content return line for returning the solid content to the fat decomposition tank;
An oil-containing wastewater treatment apparatus comprising:
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