JP2015073917A

JP2015073917A - 油含有排水処理方法

Info

Publication number: JP2015073917A
Application number: JP2013209915A
Authority: JP
Inventors: 岡　達也; Tatsuya Oka; 達也岡; 美佐馬場; Misa Baba
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-04-20

Abstract

【課題】排水中に含まれる油分が担体をコーティングすることなく、簡便に、低コストで油分含有排水を連続で処理する方法を提供する。【解決手段】ポリビニルアルコールからなる微生物固定化担体を用いて、油含有排水を処理する排水処理方法。【選択図】図１

Description

本発明は油含有排水の処理方法に関し、微生物固定化担体を用い、油分を除去する油含有排水の処理方法に関する。

従来、食品工場や化学工場等から排出される油含有排水を処理する方法としては、無機系凝集剤の添加によって凝集した油分をフロックに吸着させて除去する吸着除去方法や、油分解能を持った微生物製剤を使用する生物学的処理方法などが採用されてきた。しかし、吸着除去方法は、フロックに吸着させた油分を焼却する必要があり、また、微生物製剤を用いる生物学的処理方法は、非常に高価な微生物製剤を定期的に投入する必要があり、両方法ともに維持管理費がかかるという問題があった。

そこで、微生物を用いた流動式担体活性汚泥法が開発されている。本方法では、例えばポリエーテル系ウレタンフォームをスポンジ状小片にした担体を生物反応槽内に導入し、これに有機物を酸化させる好気性菌や、油分解性を有する微生物等を付着させて処理を実施する（特許文献１）。本方法は、担体を定期的に添加する必要がないため、低コストで処理が実施できる点、および担体の比重が軽いため曝気用ブロワー等からの噴出空気によって十分に攪拌できるという利点がある。しかしながら、この方法で使用する担体は、原水中に含まれる油で担体自身がコーティングされ、内部へ酸素が行き届かず、嫌気化が進み、黒色化し、処理性が低下するといった問題が発生する。

特開平９−０７５０７５号公報

本発明は、上記問題点を解決し、油含有排水を簡便に低コストで連続的に処理できる方法を提供することを課題とする。

これらの課題を解決するために本発明者等は、ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡとする）からなる微生物固定化担体を用いることにより、油分を効率よく分解させることが可能であることを見出した。

本発明によれば、親水性であるＰＶＡからなる微生物固定化担体を用いるため、排水中に含まれる油分が担体をコーティングすることなく処理を実施することができる。これにより、複数の添加剤を使用することなく、簡便に、低コストで油分含有排水を連続で処理することが可能である。

油含有排水処理を実施するための装置の一例を示した図である。

以下、本発明の油含有排水処理方法について詳細に説明する。

本発明は、ＰＶＡからなる微生物固定化担体を使用することを特徴とする。使用する担体としては、耐久性に優れる点で、ゲル状担体であることが好ましい。

本発明に使用する微生物固定化担体の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状、サイコロ状、フィルム状、円筒状などの任意の形状を適宜適択することができるが、操作性および耐久性の観点からは球状が好ましい。

本発明に使用する微生物固定化担体は、微生物棲息性が高いため、処理槽内の微生物濃度を高めることができ、高負荷運転が可能であるという特徴を生かして、生物処理工程に要する時間を短縮することができる。

ＰＶＡ系ゲル状担体について詳細に説明する。
ゲル状担体の原料となるＰＶＡは、酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルを重合し、ケン化することによって得られる。平均重合度は、ゲル状担体の強度の観点から、１０００以上が好ましく、１５００以上がより好ましい。ケン化度は、ゲル状担体の強度の観点から、９５ｍｏｌ％以上が好ましく、９８ｍｏｌ％以上がより好ましい。

また、本発明において、ＰＶＡ系ゲル状担体はアセタール化されていることが好ましい。ＰＶＡのアセタール化度としては１〜６０モル％が好ましい。アセタール化度が６０ｍｏｌ％より大きいと、ゲルが脆くなり、かつ収縮が著しく微生物の生息領域が少なくなる。一方、アセタール化度が１ｍｏｌ％未満であると、必要なゲル強度が得られない。
ＰＶＡのアセタール化にはアルデヒド化合物を用いるが、そのアルデヒド化合物としては、例えば、グリオキザール、ホルムアルデヒド、ベンズアルデヒド、スクシンアルデヒド、マロンジアルデヒド、グルタルアルデヒド、アジピンアルデヒド、テレフタルアルデヒド、ノナンジアールなどが挙げられ、これらのうち１種又は２種以上を用いることができる。

本発明のゲル状担体の含水率は、９０〜９８重量％であることが好ましい。含水率が９０重量％未満であると、ゲル状担体を微生物担体として用いた場合に微生物の棲息性が低下する可能性がある。含水率は９２重量％以上であることがより好ましい。含水率が９８重量％を超えると、ゲル状担体の強度が低下する可能性がある。含水率は９５重量％以下であることがより好ましい。

また、本発明の方法に使用するＰＶＡ系ゲル状担体は、微生物の棲息性の観点から、担体内部に平均孔径（円径換算）０．１〜５０μｍの網目構造を有しており、０．５〜２０μｍの網目構造を有していることが好ましい。本発明における平均孔径とは水銀ポロシメーターで測定される孔径分布のピーク値のことである。このような網目構造は、例えば、ＰＶＡを含む水溶液をゲル化して得られる成形物を、酸および金属塩を含むアセタール化反応液に接触させることにより得られる。すなわち、ゲル化成形物がアセタール化反応液に接触し、アセタール化反応が進行するにつれて相分離が誘起され、その結果、網目構造が形成される。アセタール化したＰＶＡ系ゲル状担体は、この網目構造をもっているため微生物が棲息しやすく、排水処理能力も高いため好ましい。

本発明において、ゲル状担体が、球相当径が１〜２０ｍｍの粒子であることが好ましい。ここで、球相当径とは粒子の体積と等しい体積を有する球の直径のことである。球相当径が２０ｍｍを超えると、ゲル状担体の撹拌耐久性が低下するおそれがある。撹拌耐久性をより向上させる観点から、粒子の球相当径は１０ｍｍ以下であることがより好ましく、４．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。一方、球相当径が１ｍｍを下回ると取り扱い性が劣るおそれがある。また、ゲル状担体を排水処理の担体に用いる場合、通常、処理槽にはスクリーン（濾過部）が設けられている。この場合、ゲル状担体の流出を防止するためにはスクリーンの目開きはゲル状担体の球相当径よりも小さくしなければならない。したがって、ゲル状担体の球相当径が小さくなるとスクリーンの目開きも小さくなり、汚泥や異物がスクリーンに詰まりやすくなる。排水の処理効率の観点から、球相当径は２ｍｍ以上であることがより好ましく、３．５ｍｍ以上であることがさらに好ましい。

本発明のゲル状担体の好適な製造方法は、ＰＶＡとアルデヒドとを含む水溶液をゲル化させて成形物を得る第１工程と、ポリビニルアルコールをアルデヒドでアセタール化する第２工程とを備えるものである。

上記製造方法における工程の順序は特に限定されないが、ゲル化させて成形物を得た後にアセタール化することが好ましい。ＰＶＡとアルデヒドとを混合する際の混合方法は特に限定はされず、バッチでの撹拌機による混合方法などが使用できる。

本発明のＰＶＡからなる微生物担持担体を用いた油含有排水処理方法の一例を、図１に記載の装置を用いて以下に説明する。

本発明は、ＰＶＡからなる微生物担持担体を排水処理槽１に導入し、油含有排水と接触させて処理するものである。
排水処理槽１は、原水導入口と処理水排出口（図示しない）を有する。また、排水処理槽１の底部には散気装置３を有している。該散気装置３に槽外からブロワー２より空気を槽１の底部に送り込み、散気により槽内の液体を攪拌する。

本発明の排水処理槽１には、ポリビニルアルコールからなる微生物担持担体を導入するとともに、原水導入口より油含有排水を投入する。一定時間、底部散気装置３からの空気によって攪拌した後に、オーバーフローによって処理水排出口から処理水を排出する。

本発明における曝気による攪拌に関し、担体を投入した排水処理槽１での曝気強度を３ｍ^３−Ａｉｒ／ｍ^３−槽・ｈｒ以上とすることが好ましい。３ｍ^３−Ａｉｒ／ｍ^３−槽・ｈｒ以上に設定することにより、排水中の油分を乳化させることが可能となり、より効率的な微生物処理が可能となる。

なお、通常の食品排水や工場排水は、ＢＯＤ成分を合わせて含有することが多いため、処理槽を２槽設置し、前段でＢＯＤ分解を実施し、後段で油分の分解を行ってもよい。
また、本発明の方法および装置で処理する排水に含まれる油分の濃度は、低濃度であっても高濃度であっても問題なく処理することができる。排水に含まれる油分の濃度は一般的に、ｎ−Ｈｅｘに溶解（抽出）させ、ｎ−Ｈｅｘ抽出物質の濃度として測定される。なお、高濃度とは具体的にノルマルヘキサン（以下ｎ−Ｈｅｘと略称）抽出物質濃度２００〜１，０００ｍｇ／Ｌの範囲を指す。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

実施例１
排水処理槽１に充填する担体は、アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル状担体を用い、図１に示す装置で連続排水処理を行った。この含水ゲルを見かけ体積で２．５Ｌを２５リットルの排水処理槽１に入れ、連続通水した。このとき、槽底部散気装置３からの曝気強度は３．５ｍ^３−Ａｉｒ／ｍ^３−槽・ｈｒとした。流入原水は、ｎ−Ｈｅｘ抽出物質濃度が、５００〜７００ｍｇ／Ｌの食品工場の排水を用いた。流入原水流量は５Ｌ／ｄから始め、処理水のｎ−Ｈｅｘ抽出物質濃度を見ながら、随時、流入原水の流量を上げていった。２カ月間運転を続け、流量２５Ｌ／ｄに対し、処理水のｎ−Ｈｅｘ抽出物質濃度を３０ｍｇ／Ｌ以下にすることができ、良好な水質を維持できた。

比較例１
排水処理槽１に充填する担体は、ポリウレタン系スポンジ状担体を用い、図１に示す装置で連続排水処理を行った。この担体を見かけ体積で２．５Ｌを２５リットルの排水処理槽１に入れ、連続通水した。流入原水は、ｎ−Ｈｅｘ抽出物質濃度が、５００〜７００ｍｇ／Ｌの食品工場の排水を用いた。流入原水流量は５Ｌ／ｄから始め、随時、流入原水の流量を上げていった。２カ月間運転を続け、流量２５Ｌ／ｄに対し、処理水のｎ−Ｈｅｘ抽出物質濃度が３００〜５００ｍｇ／Ｌとなり、良好な水質を得ることができなかった。なお、担体自身については、油でコーティングされ、内部へ酸素が行き届かず、嫌気化が進み、黒色化していた。

１・・・排水処理槽
２・・・ブロワー
３・・・散気装置

Claims

ポリビニルアルコールからなる微生物担持担体を用いて、油含有排水を処理する排水処理方法。
前記微生物担持担体が、アセタール化ポリビニルアルコール系ゲル状担体であることを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
前記担体を投入した排水処理槽において、槽底部からの曝気強度を３ｍ^３−Ａｉｒ／ｍ^３−槽・ｈｒ以上とすることを特徴とする請求項１または２に記載の排水処理方法。