JP4400765B2 - 油脂含有排水の処理装置及び処理方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、油脂を含む排水、特に工場等から排出される鉱物系油脂を含有する排水を微生物による活性汚泥法で浄化する処理装置および処理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
工場等から排出される鉱物系の油脂を含む排水は、一般に油吸着フィルター、油水分離や凝集沈殿分離、活性炭吸着等を用いた物理的・化学的処理で浄化されてから系外の排水路に放出されている。しかし、排水中には、数十マイクロメートル以下の乳化した油滴径の油を多く含んでいる。例えば、コンプレッサーで圧縮空気を送出する過程で、空気中の水分が結露し、水となって排出されるが、コンプレッサー内の圧縮機構部のピストンシールや潤滑に使用される油脂が高温により気化して排水中に混入する。このような油脂は、吸着フィルターや油水分離装置のみでは十分な処理が困難である。
【0003】
油脂を含む排水の排出基準値(ノルマルヘキサン値)は、植物油の場合は30mg/リットル、鉱物油の場合は5mg/リットルとされている。工場等から排出される鉱物系の油脂を含む排水は、他の物理的装置と組合わせることにより、排出基準値はクリアすることは可能である。しかしながら、全体の装置が高価となり、またこれらの交換部品も高く、コスト面から中小の工場では導入することができない状況である。さらに、分離された油脂や消耗品として生じる活性炭、吸着膜などが廃棄物として発生し、これの処理費用、さらには環境上の問題もある。
【0004】
このような状況の中で、近年は廃棄物の少ない微生物を用いた活性汚泥処理法の開発がなされている。図6に、油脂を含有する排水等の処理に、微生物を用いる方法として多用されている活性汚泥法による処理装置の概略を示す。図中、1,1’は曝気槽、2,2’は沈殿槽、3は空気、4は浮上液、5は沈殿汚泥、6は処理水である。この処理装置は曝気槽1と沈殿槽2をセットとして、これを2〜4セット直列に接続して構成される。
【0005】
曝気槽1には工場等からの鉱物系油脂を含む排水等が流し込まれ、これに微生物を吸着させた汚泥粉末(活性汚泥)が混合される。槽内は活性汚泥に担持されている微生物の活性を促す空気(酸素)3がエアーポンプにより送り込まれ、曝気される。この曝気運転により排水中に含まれる油脂は活性汚泥により乳化され、分解される。
【0006】
なお、本明細書で、「乳化」とは、親水性を持たない油脂を微生物が分泌するたんぱく質等の有機物により、水に溶けるようにする状態をいう。また、「分解」とは、水に溶けた油脂(乳化された油脂)を微生物の出す酵素により、加水分解する状態を言う。そして、「資化」とは、微生物の細胞壁と細胞膜を通過できる大きさの分子量になった油脂成分の分解物を微生物の栄養源として取りこむことをいう。
【0007】
曝気槽1で曝気された混合水は沈殿槽2に送られる。沈殿槽2で沈殿処理が行なわれると、上層には比重の小さい液(以下、「浮上液」という。)が浮上する。浮上液4には、未分解の油脂を多量に吸着した汚泥や十分分解されない油滴等が含まれる。他方、比重の大きい液(以下、「沈殿汚泥」という。)は下方に沈殿する。沈殿汚泥5は、油脂の吸着量が低い汚泥または未吸着の汚泥が主である。
【0008】
浮上液4と沈殿汚泥5との間は、ある程度浄化された処理水6の層となる。処理水6の部分は、同様な構成の次工程の曝気槽1’と沈殿槽2’に送られ、さらに残存する油脂を微生物により分解し、より浄化された比較的透明な処理水を得る。必要に応じて、同様な工程を数回繰り返し、排出基準に適合したノルマルヘキサン値に達した処理水が、系外の排水路に排出される。なお、沈殿槽2における浮上液4は、定期的に曝気槽1に戻され、再度の分解処理が行なわれる。沈殿汚泥5は、定期的に回収される。
【0009】
排水に含まれる鉱物系油脂は、植物系油脂に比べて微生物による分解能力が鈍い。このため、前処理として、予め物理的・化学的に油水分離し、ある程度の油脂を除去しておくか、または微生物による分解活性を高めるオゾン処理を行なうことが望ましいが、コスト高となり廃棄物も生じる。
【0010】
この前処理を行なわない場合は、微生物の分解能力を考慮した処理時間と処理装置が必要となる。特に、夏場や梅雨時は、大気中の湿度が高く、コンプレッサエンジン内部の圧縮空気中の水分も多くなるため、コンプレッサからの排出される排水量が平常時の数倍となり、この時期を想定して設計する処理装置は、相当大きなものとなってしまう。
【0011】
排水処理装置に対して、処理すべき排水量が多い場合は、必然的に処理槽内での滞留時間を短くして装置の稼動サイクルを高めざるを得ない。この結果、曝気槽での微生物による油脂の分解を十分行なうことができず、沈殿槽には、油脂吸着汚泥や未分解油滴の浮上量が多くなる。また、沈殿槽での滞留時間が短くなると、本来時間をかければ上方に浮上して分離される油脂吸着汚泥や未分解油滴が、処理水中に浮遊したままの状態で次工程に移送されることとなる。すなわち、前工程で除去されるべき未分解の油脂を多く含んだ状態で、次工程の処理を行なうこととなるため処理効率の低下を生じさせる。
【0012】
さらに、沈殿槽では酸素の供給が行なわれないため、ここでの分解処理は進行せず、多量に浮上した油脂吸着汚泥や未分解油滴を残ったまま放置しておくと嫌気状態となって悪臭を放ち、環境衛生上問題である。また、これらの吸着汚油脂泥や未分解油滴を多量に残しておくことは、次回の沈澱処理を行なうには沈殿効率を低下させるので、適宜に曝気槽内に返送する必要がある。このための返送処理時間も必要で、これがさらに全体の滞留時間を短くするという結果を招き、満足し得る処理能力を発揮することができない。結局は、処理量に応じた大きさの処理装置を設置しなければならず、経済的ではない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、装置全体を比較的コンパクトに構成するとともに、処理操作を自動化して装置の稼働効率を高めることが可能で、大型化を図らずに多量の油脂含有排水を効果的に処理できる処理装置と処理方法を提供することを目的とするものである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、油脂含有排水を微生物を用いて処理する油脂含有排水の処理装置において、前記油脂含有排水を微生物を混合して行なう曝気処理と曝気を停止した沈殿処理を行なう曝気槽と、該曝気槽の後段に設置され前記曝気槽からの処理水を微生物を担持させた固体状の担持部材に接触させて行なう曝気処理と曝気を停止した沈殿処理を行なう接触分解槽とを備えたことを特徴とするものである。
【0015】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記曝気槽は、前段に配置された第1曝気槽と後段に配置された第2曝気槽から構成されることを特徴とするものである。
【0016】
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記接触分解槽の後段に設置され前記接触分解槽からの処理水を沈殿処理する沈殿槽を備えたことを特徴とするものである。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の油脂含有排水の処理装置において、前段の槽から後段の槽へ処理水を移送するのに水位差を利用して移送することを特徴とするものである。
【0018】
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記第2曝気槽から前記接触分解槽への排水の移送に、ポンプと貯水器を使用することを特徴とするものである。
【0019】
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記油脂含有排水の流入から系外排水路への排出までの工程を電気的に制御して全自動で行なうことを特徴とするものである。
【0020】
請求項7に記載の発明は、請求項3ないし6のいずれか1項に記載の油脂含有排水の処理装置において、前記接触分解槽および前記沈殿槽の一方または双方の槽に沈殿した汚泥を前記曝気槽に戻すようにすることを特徴とするものである。
【0021】
請求項8に記載の発明は、油脂含有排水を微生物を用いて処理する油脂含有排水の処理方法において、第1の所定時間曝気槽にて前記油脂含有排水と微生物を混合して曝気処理した後、第2の所定時間曝気処理を停止して放置する沈殿処理を行ない、かつ、前記曝気処理と前記沈殿処理を1回以上行なった後に、前記曝気槽の処理水を接触分解槽に導入して、微生物を担持させた固体状の担持部材に接触させて曝気処理した後、所定時間曝気処理を停止して放置する沈殿処理を行ない、その後に前記接触分解槽の処理水を排出することを特徴とするものである。
【0022】
請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の油脂含有排水の処理方法において、前記曝気槽を前段の第1曝気槽と後段の第2曝気槽とで形成し、それぞれの曝気槽にて前記曝気処理と前記沈殿処理を行なうことを特徴とするものである。
【0023】
請求項10に記載の発明は、請求項8または9に記載の油脂含有排水の処理方法において、前記接触分解槽からの処理水を沈殿槽に導入して沈殿処理を行ない、汚泥を分離することを特徴とするものである。
【0024】
請求項11に記載の発明は、請求項9に記載の油脂含有排水の処理方法において、前記第1曝気槽で主として油脂含有排水を乳化し、前記第2曝気槽で主として分解、資化することを特徴とするものである。
【0025】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の油脂含有排水の処理装置の第1の実施の形態を説明するための構成図である。図中、10は流入管口、11は第1曝気槽、12は第2曝気槽、13は接触分解槽、15,16,17はエアーノズル、18,19,20はエアー管、21,22はエアーバルブ、23は第1エアーポンプ、24は第2エアーポンプ、25,26,27は流体バルブ、28,29,30は管路、31は水位センサ、32は仕切版、33は担持部材、34は受け部、36はバルブ、38は返送ポンプ、40は排出管口である。この実施の形態では、処理装置は、第1曝気槽11、第2曝気槽12、接触分解槽13の3つの槽から構成されている。
【0026】
第1曝気槽11は、工場等から排出される油脂を含む排水を最初に受け入れ、この排水に微生物を担持させた汚泥の一部を混合し、エアー(酸素)供給して槽内を曝気状態とするものである。微生物には、胞子形成能のあるバチルス菌、特にバチルス・サブチルスが適しており、その他バチルス・プミラスを使用することができる。微生物は、装置の使用開始時には、胞子となった微生物を槽に直接投入してもよく、微生物を担持させた汚泥粉末(活性汚泥)を投入してもよい。装置の使用開始後は、汚泥中に微生物が増殖し、胞子も汚泥中に担持される。
【0027】
この第1曝気槽11は、曝気処理により槽内の微生物の活性化を促進し、排水中に含まれる油脂を乳化することを主たる目的としているが、乳化された一部の油脂分の分解も行なわれる。そして、この第1曝気槽11では、曝気処理の後、槽内の処理水を移送することなく曝気運転を所定時間だけ一旦停止させて沈殿処理も行なわれる。この沈殿処理で、未分解油滴や油脂吸着汚泥を上方に浮上させ、また沈殿汚泥を下方に沈殿させて分離し、第1段階としての浄化処理が行なわれる。
【0028】
第2曝気槽12には、第1曝気槽11で乳化され、浄化された油脂分の濃度が薄められた処理水が導入される。この第2曝気槽12は、第1曝気槽11と同様な構成と機能を備えていて、曝気処理の後、槽内の処理水を移送することなく曝気運転を所定時間だけ一旦停止させて沈殿処理も行なわれる。ここでの曝気処理は、残存する油脂の乳化も行なうが、第1曝気槽11で乳化された処理水の油脂分を分解し資化することを主たる目的としていて、その処理を効率をよく行なうためのものである。
【0029】
接触分解槽13には、第2曝気槽12でより浄化され油脂分の濃度が更に薄められた処理水が導入される。この接触分解槽13も、残存する油脂を曝気処理により乳化し分解、資化するものであるが、第1曝気槽11、第2曝気槽12が微生物を担時させた汚泥を混合させて使用するのに対し、微生物を担持した固体状の担持部材33を区画室に固定的に配置する構成が用いられている。固体状の担持部材33としては、珪石、珪酸塩、その他セラミック板、油吸着マットなどの微生物を表面に担持できるものであればよい。ここでの油脂の乳化および分解処理は最後となるため、処理水を固体状の担持部材を敷き詰めた隙間部分に浸透させ、隈なく接触、曝気させて微生物と遭遇しない油脂がないような構成とされている。
【0030】
この接触分解槽13においても、第1および第2曝気槽と同様に、曝気処理の後、槽内の処理水を直ちに排水せず、曝気運転を所定時間だけ一旦停止させて沈殿処理を行なう。この沈殿処理により、第1および第2曝気槽から流れ込んできた多少の汚泥や未分解油滴が分離されて、最終の処理水として系外排水路に排水される。
【0031】
以上説明した第1の実施の形態では、汚泥による曝気を第1と第2の曝気槽に分け、乳化と分解、資化の機能を分けた例を示しているが、容積を大きくした一つの槽で形成し、または、第1と第2の曝気槽を仕切壁で分けた形の一体形構造の槽で形成して、曝気槽自体での処理能力アップを図ることも可能である。この場合、槽自体の容積が大きくなるため、大容量の場合は槽構造の機械的強度を高める必要があり、コスト的には割高になる。
【0032】
また、第1の実施の形態では、各槽の配設高さレベルを揃えてあり、管路を通じて第1曝気槽11から接触分解槽13側に移される処理水は、水位の高低差を利用した自然の流れで移送され、廃水の移送にポンプ等の動力を使用しない形態の装置を示している。なお、設置スペース等の関係で水位差を利用できない場合は、必要に応じて上下配列とし、流体の移送に流体ポンプを使用する構成とすることもできる。
【0033】
次に、図1の各部の構成について詳述する。第1曝気槽11および第2曝気槽12の底部には、槽内を曝気状態とするエアー噴出用のノズル15,16が配設されている。これらのノズルはエアー管18、19およびエアーバルブ19,20を介して第1エアーポンプ23に接続されている。
【0034】
エアーバルブ21,22は、手動および電動で開閉しうる種類のものを使用することができる。エアー噴出のオン,オフは、エアーポンプ23の駆動・停止とともに、エアーバルブ21,22を手動または電気的に、個別または同時に開閉して制御される。これにより、第1曝気槽11と第2曝気槽12とは、単独または同時に曝気状態とすることができる。エアーノズル15,16は、曝気槽の全面に均等にエアーが噴出されるように適当に分割配置され、ノズル形状等はエアーの噴出量に応じて適宜選択される。
【0035】
第1曝気槽11と第2曝気槽12とは、流体バルブ25を介して管路28により連通されていて、第1曝気槽11で浄化された処理水を第2曝気槽12に移送する流路となっている。流体バルブ25は、手動、電動操作が可能なものを使用することができる。
【0036】
また、管路28を設置する高さ位置は、満タン時の水位の中間位置よりもやや低い位置に設けるのがよい。これは沈澱処理により、処理水が分離されているとはいえ、処理水の上方では、上昇途中の油脂吸着汚泥や未分解油滴が含まれているので、下方の比較的油脂濃度が低く分解性の高い処理水から優先的に移送させるためである。なお、管路の高さ位置をあまり低い位置に設けると、今度は槽の低部に沈澱している沈澱汚泥をも移送してしまう。従って、管路28を設置する高さ位置としては、移送を開始する処理水の高さ位置の1/3〜1/4位のところが適当である。
【0037】
第1曝気槽11の上方位置には、工場等からの油脂を含有した排水を槽内に導入するための流入管10が設けられ、また、水位センサ31が設けられている。水位センサ31は、第1曝気槽11の水位を監視するためのもので、その出力信号によって導入される排水の導入量を制御することができる。
【0038】
第2曝気槽12は、手動、電動操作が可能な流体バルブ26を介して、管路29により次段の接触分解槽13に連通され、槽内には仕切版32を配設してある。この仕切板32は、流体バルブ26を開にして接触分解槽13に処理水を移送する時に、第1曝気槽との間の流体バルブ25も同時に開にする場合、第1曝気槽11から流入してくる処理水が直接接触分解槽13に流れ込むのを緩和するためのものである。管路29の設置位置は、第1曝気槽11と第2曝気槽12との間に設置する管路28と同様に、満タン時の水位の中間よりやや低い高さ位置に設けられる。
【0039】
接触分解槽13は、槽内を仕切壁により、例えば、4つの区画室A,B,C,Dに分割した構成とすることができる。そして、区画室AとBは仕切壁の下部で連通させ、区画室BとCは仕切壁の中間位置あたりで連通させ、区画室CとDは仕切壁の下部で連通させる。各区画室には、表面に微生物を担持させた固体状の担持部材33を詰めて、適当な支持手段により収納配置してある。槽内に導入された処理水に含まれる油脂分は油脂の比重と曝気によるエアーのリフト作用で、担持部材33の上方部分に吸着されやすい。従って、担持部材33は満タン時の水面高さまで配置してもよい。
【0040】
接触分解槽13の下方には、第1、第2曝気槽と同様に曝気を行なうためのエアーノズル17が配設され、エアー管20を介して第2エアーポンプ24に接続されている。槽の底部は、すり鉢状の受け部34で形成され、担持部材33に吸着され固まりとなって落下する微生物群や第2曝気槽12から流れ込んできた沈殿汚泥を集荷する。この集荷された汚泥等が、ある程度の量になったとき、バルブ36、返送ポンプ38を経由して第1曝気槽11に返送され再利用に供せられる。接触分解槽13には、手動、電動操作が可能な流体バルブ27を介して管路30により排出管口40に接続され、ここで処理された処理水を直接系外の排水路に排出するように構成されている。
【0041】
図2は、本発明の油脂含有排水の処理装置の第2の実施の形態を説明するための構成図である。図1と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。14は沈殿槽、35は受け部、37はバルブ、40は排水管口である。
【0042】
第1の実施の形態では、接触分解槽13に沈殿処理の機能を持たせているが、この実施の形態では、接触分解槽13の後段に沈殿槽14を配設し、沈澱処理の機能を分離させている。これにより、接触分解槽での沈殿処理のための使用時間をなくすことができ、その分曝気時間を増やし、より浄化された処理水とすることができる。
【0043】
沈殿槽14は、単純構造の槽で構成されていて、上部には浄化された浄化処理水を系外の排水路に排出するための排出管口40を設け、底部には沈殿汚泥を集めるすり鉢状の受け部35を設けている。この沈殿槽まで達した処理水に含まれる汚泥等はかなり少なくなっている。しかしながら、多少とも残存する油脂吸着汚泥や未分解油滴は上方に浮上させ、沈殿汚泥は下方に沈殿させ、最終的にこの槽で分離される。受け部35に集められた沈殿汚泥は、適宜バルブ37を介して返送ポンプ38により、第1曝気槽11に返送される。また、上方に浮上する未分解油滴や油脂吸着汚泥等も必要に応じて第1曝気槽11に返送される。
【0044】
図3は、本発明の油脂含有排水の処理装置の第3の実施の形態を説明するための構成図である。図1,2と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。51は管路、52はポンプ、53は貯水器、54は流量調整バルブである。この実施の形態は、図1,2で説明した実施の形態と比べて、第2曝気槽12の浄化処理水を次段の接触分解槽13に移送する手段が異なるのみで、その他の構成は図1,2で説明した実施の形態と実質的には同じである。
【0045】
接触分解槽13および沈殿槽14の処理可能な容積に対して、その前段の第2曝気槽12からの処理水の流入量が多かったり、急激な流入があると、槽内の処理効率が低下する。また、特に、接触分解槽13および沈殿槽14の容積を第1曝気槽、第2曝気槽の槽容積に対して小型化したい場合がある。これらの対策として、この実施の形態では、接触分解槽13の上方位置に、第2曝気槽12からの処理水を一旦貯めておく貯水器53を設置した。なお、この貯水器の容積としては、第2曝気槽12から1回当たりに流入してくる処理水を貯えることができるように選定される。
【0046】
第2曝気槽12と貯水器53とは、途中にポンプ52を接続した管路51によって関連づけられ、管路51の一端は貯水器53の上部に配置され、管路51の他端と第2曝気槽12との接続位置は、図1の場合と同じである。第2曝気槽12から貯水器53への処理水の移送は、ポンプ52の駆動によって行なわれる。貯水器53の下部には、貯水器53に蓄えられた処理水が徐々に接触分解槽13に流入されるように、流量が調整可能で流入をストップできる流量調整バルブ54を備えている。
【0047】
また、第1〜第3の実施の形態で、エアーバルブ21,22、第1,第2エアーポンプ23,24、流体バルブ25,26,27、バルブ36,37、ポンプ38,52等に電気的に操作可能なものを用いることにより、これらの操作を制御装置(図示せず)のタイマー設定、および水位センサを第1曝気槽だけでなく、全槽に設けることにより、一連のシーケンシャル操作を全自動で行なうように設定することができる。また、非常時に備えて手動に切り替えることができるようにしておくことはいうまでもない。
【0048】
以上述べた実施の形態での処理装置では、曝気に要する時間としては2〜3日であり、接触分解槽での処理時間は1〜2日、沈殿槽は3時間超が大体の目安である。そして、平常時の鉱物油を含有する排水の量が200リットル/日とすると、曝気槽全体の容量は500〜600リットルあればよい。この場合、曝気負荷の高い第1曝気槽11の容積を300リットル、負荷を軽減された第2曝気槽12の容積を200リットル、接触分解槽13の容積を200リットル、沈殿槽14の容積を50リットル程度で設計することができる。
【0049】
なお、図1〜図3では、2つの曝気槽11,12を用いているが、処理排水量や排水の排出基準値に応じて、曝気槽を1つにしてもよく、あるいは、3つ以上とすることもできる。
【0050】
次に、図1で説明した第1の実施の形態の油脂含有排水の処理装置を用いた油脂含有排水の処理方法の一例を図4のフロー図により説明する。図中、図1と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。61は浮上水、62は沈殿汚泥、63は沈殿処理により分離された処理水である。このフロー図は、図1に示す処理装置の一実施形態を示すもので、排水処理量の多少、排水中の油脂含有量の多少、必要とされる排出基準値等に応じた変更が可能で、本フロー例に限定されるものではない。なお、各工程の処理状態を示すブロック内には、左から第1曝気槽11、第2曝気槽12、接触分解槽13を順に示し、また、処理水移送のバルブ25,26,27の開閉状況を、閉が×、開が=で示し、各槽の動作状況を曝気中がON、曝気停止中(沈殿処理又は流体移送中)がOFFで示してある。
【0051】
工程Aは、処理開始の初期状態を示すもので、各槽には前回処理した排水の残りがある程度溜められているか、または全く新規の処理開始に際しては、槽内に予め普通水がある程度注水されている。この普通水は、工業用水、水道水、井戸水等で、微生物を吸着させる汚泥を槽内に予め混合しておくためのものである。この工程Aで、バルブ25,26、27を閉じて第1、2の曝気槽11,12および接触分解槽13を共に曝気状態としておく。最初の曝気は、前回の残りの排水分(追加注入した普通水の分も含め)に対してであるが、油脂を含んだ工場排水が第1曝気槽11に注水され始めると、この注水時間中にも新たに注水されてくる排水分の曝気を開始でき、処理時間の効率化を図ることができる。
【0052】
工程Bで、第1曝気槽11内の排水量が所定の水位に達すると水位センサにより流入が停止される。バルブ25,26,27は閉じられたままで、第1、2の曝気槽および接触分解槽は所定時間曝気が継続される。
【0053】
工程Cでは、第1曝気槽11での排水中の油脂がほぼ乳化された時点で曝気を停止する。この停止中に、油脂吸着汚泥および未分解油滴を含む浮上水61を上方に浮上させ、沈殿汚泥62を下方に沈殿させ、中間に浄化された処理水63が得られる。この、沈殿に要する所要時間は適宜設定できるが、時間効率も考えると凡そ30分位である。なお、バルブ25は閉としておき、第2曝気槽12は停止させてもよいが(図4では停止)、曝気を継続させておいても良い。また、接触分解槽13は、曝気を継続させてもよいが(図4では継続)、停止させてもよい。第1曝気槽11の沈殿処理が終えた時点で、次の工程Dに進む。
【0054】
工程Dでは、バルブ25を開き、ある程度浄化された処理水63を水位差により第1曝気槽11から第2曝気槽12に移送する。この処理水63の移送中に排水を第1曝気槽11に補充・追加する形で流入させてもよいが(図4では注入)、処理量が多くない場合は、流入をストップさせた方がよい。前者の場合は、追加流入は沈殿状態を乱し、全く未処理の一部の油脂が第2曝気槽に流れ込む恐れもある。なお、接触分解槽13は、曝気を継続させてもよいが(図4では継続)、停止させてもよい。
【0055】
工程Eでは、第1曝気槽11から第2曝気槽12に処理水が移送され、水位がバランスした時点で、バルブ25を閉じ、再度曝気が開始される。なお、接触分解槽13は、曝気を継続させてもよいが(図4では継続)、停止させてもよい。第1曝気槽11および第2曝気槽12での曝気処理が所定の時間行なわれた段階で、次の工程Fに移行する。
【0056】
工程Fでは、第2曝気槽12の曝気を停止し、沈澱処理が開始される。所定の沈殿時間で、上方に油脂吸着汚泥および未分解油滴61を浮上させ、下方に沈殿汚泥62を沈殿させ、中間に処理水63を得る。この時、第1曝気槽11は曝気を継続させておいてもよいが(図4では継続)、停止させてもよい。なお、接触分解槽13も、曝気を継続させてもよいが(図4では継続)、停止させてもよい。所定の時間沈殿処理が行なわれた段階で、次の工程Gに進む。
【0057】
工程Gでは、バルブ26が開かれ、第2曝気槽12で分離された処理水63が水位差により第3槽の接触分解槽13に移送される。第1曝気槽11は、前のF工程と同様に曝気を継続させておいてもよいが(図4では継続)、停止させてもよい。第2曝気層12と接触分解槽13の水位がバランスした時点で、次の工程Hに進む。
【0058】
工程Hでは、バルブ26を閉じて接触分解槽13の曝気を再開し、第2曝気槽から新たに導入された処理水の最終処理を行なう。この処理時間中に第1曝気槽11の曝気を停止し、沈殿処理を行なうことができる。また、バルブ25,26は閉じられているので、第2曝気層2は曝気を再開してもよいが(図4では停止)、第1曝気槽と合わせて停止させておいてもよい。
【0059】
次の工程Iでは、接触分解槽13の曝気を所定時間停止させ、沈殿処理を行なう。ここでの沈殿処理時間は、混入する汚泥も少なく、比較的短時間でよいので、この間にバルブ25を開き、第1曝気層11から第2曝気層12に処理水の移送を行なう。また、第1曝気槽に11に排水を補充しておく。第1曝気層1と第2曝気層2の水位がバランスし、第1曝気層11が満タンになった時点で、排水の補充を停止し、次の工程J進む。
【0060】
最後の工程Jでは、バルブ27を開き、接触分解槽で13で沈澱処理された処理水を系外の排水路等に排出する。また、第1曝気層11が満タンにされた時点で、バルブ25が閉じられ、第1曝気槽11と第2曝気層12の曝気が再開される。そして、接触分解槽13の処理水が排出された後、バルブ27を閉じる。この状態で、工程Eと同じ状況となり次の工程Fへと進み、以後排水処理が連続的に行なわれる場合は、工程Eから工程Iのサイクルが繰返されることとなる。
【0061】
図5は、図2で説明した第2の実施の形態の油脂含有排水の処理装置を用いた油脂含有排水の処理方法の一例を示すフロー図である。図中、図4と同様の部分には同じ符号を付して説明を省略する。図4のフロー図と比べて、接触分解槽13の後段に沈殿槽14を配設し、4つの槽を用いている点で一部相違するが、第1曝気層11から接触分解槽13までの基本の処理方法は同じである。従って、図5の説明は、沈殿槽14を追加したことによる相違部分のみを説明し、その他の説明を省略する。
【0062】
図4のフロー図では、接触分解槽13から系外への排水のバルブ27が、工程Jで系外の排水路への排水時以外は常時閉じられ、接触分解槽からの流水がないようにされている。一方、図5では、このバルブ27は沈殿槽14に接続され、接触分解槽13から沈殿槽14への処理水の移送に使用される。バルブ27が閉とされるのは、工程Gで接触分解槽13から沈殿槽14に処理水が移送されるとき、次の工程Hでこの移送された処理水を曝気するときである。その他、接触分解槽13が曝気中であっても、接触分解槽13と沈殿槽14との間に水位差がない場合は、常時開であってもよいが(図5では常時開)、閉じてもよい。
【0063】
また、工程Iで、沈殿槽14での沈殿処理後、次の工程Jで沈殿槽14の処理水を系外排水路に排出すると、沈殿槽14の水位が下がり接触分解槽13から新たな処理水が沈殿槽14に流れ込む。しかし、工程Iで沈殿槽14での沈澱処理中、接触分解槽13の曝気も停止され、接触分解槽でも沈殿処理が並行して行なわれていることになるので、沈殿槽への流れ込みがあっても問題ない。
【0064】
以上、図4および図5で説明した処理方法は、コンピュータを用いての全自動化が可能で、処理排水量、槽容積、目標とする排出基準値に応じた各槽での曝気タイミングとバルブ開閉を行なうことで、更に装置の稼働効率を上げ全体の処理効率を向上させることができる。
【0065】
【発明の効果】
本発明では、油脂含有排水を曝気槽で曝気処理した後の沈殿処理を、同じ曝気槽で連続的に行なうようにしているので、処理水を移送するための時間が不要となる。また沈殿処理後に上方に浮上した油脂吸着汚泥、下方に沈殿した沈殿汚泥は、次の曝気処理で再使用されるので回収返送の必要がなく、装置稼働の効率化を図れる。また、曝気槽が沈殿槽も兼ねているため、沈殿槽のスペースが不要となり装置の小型化と低コスト化が図れる。
【0066】
微生物担持の汚泥による処理と微生物担持の固体状の担持部材の接触による処理の組合せで、効果的な分解処理が行なえる。更に曝気槽を2つに分けることで、油脂の乳化と乳化された油脂の分解、資化処理を分散することで効率の良い処理が行なえる。
【0067】
電気的に全自動制御を行なうに当たって、予めコンピュータ等で各槽の要処理時間の配分を適切に選定しておくことで、最適な処理パターンでの処理ができ、また処理量の変動にも素早く対応することができる。
【0068】
また、本発明によれば、油脂含有排水を微生物に完全に分解でき、廃棄物を発生させず、さらに従来のように処理装置を複数セット用いることなく、排水の排出基準をクリアすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を説明するための構成図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態を説明するための構成図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態を説明するための構成図である。
【図4】第1の実施の形態による油脂含有排水の処理装置を用いた処理方法の実施の形態の一例を説明するためのフロー図である。
【図5】第2の実施の形態による油脂含有排水の処理装置を用いた処理方法の実施の形態の一例を説明するためのフロー図である。
【図6】従来の技術を説明するための油脂含有排水の処理装置の構成図である。
【符号の説明】
10…流入管口、11…第1曝気槽、12…第2曝気槽、13…接触分解槽、14…沈殿槽、15,16,17…エアーノズル、18,19,20…エアー管、21,22…エアーバルブ、23…第1エアーポンプ、24…第2エアーポンプ、25,26,27…流体バルブ、28,29,30…管路、31…水位センサ、32…仕切版、33…担持部材、34,35…受け部、36,37…バルブ、38…返送ポンプ、40…排出管口、51…管路、52…ポンプ、53…貯水器、54…流量調整バルブ、61…浮上水、62…沈殿汚泥、63…処理水。
Claims (11)
- 油脂含有排水を微生物を用いて処理する油脂含有排水の処理装置において、前記油脂含有排水を微生物を混合して行なう曝気処理と曝気を停止した沈殿処理を行なう曝気槽と、該曝気槽の後段に設置され前記曝気槽からの処理水を微生物を担持させた固体状の担持部材に接触させて行なう曝気処理と曝気を停止した沈殿処理を行なう接触分解槽とを備えたことを特徴とする油脂含有排水の処理装置。
- 前記曝気槽は、前段に配置された第1曝気槽と後段に配置された第2曝気槽から構成されることを特徴とする請求項1に記載の油脂含有排水の処理装置。
- 前記接触分解槽の後段に設置され前記接触分解槽からの処理水を沈殿処理する沈殿槽を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の油脂含有排水の処理装置。
- 前段の槽から後段の槽へ処理水を移送するのに水位差を利用して移送することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の油脂含有排水の処理装置。
- 前記第2曝気槽から前記接触分解槽への排水の移送に、ポンプと貯水器を使用することを特徴とする請求項2に記載の油脂含有排水の処理装置。
- 前記油脂含有排水の流入から系外排水路への排出までの工程を電気的に制御して全自動で行なうことを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1項に記載の油脂含有排水の処理装置。
- 前記接触分解槽および前記沈殿槽の一方または双方の槽に沈殿した汚泥を前記曝気槽に戻すようにすることを特徴とする請求項3ないし6のいずれか1項に記載の油脂含有排水の処理装置。
- 油脂含有排水を微生物を用いて処理する油脂含有排水の処理方法において、第1の所定時間曝気槽にて前記油脂含有排水と微生物を混合して曝気処理した後、第2の所定時間曝気処理を停止して放置する沈殿処理を行ない、かつ、前記曝気処理と前記沈殿処理を1回以上行なった後に、前記曝気槽の処理水を接触分解槽に導入して、微生物を担持させた固体状の担持部材に接触させて曝気処理した後、所定時間曝気処理を停止して放置する沈殿処理を行ない、その後に前記接触分解槽の処理水を排出することを特徴とする油脂含有排水の処理方法。
- 前記曝気槽を前段の第1曝気槽と後段の第2曝気槽とで形成し、それぞれの曝気槽にて前記曝気処理と前記沈殿処理を行なうことを特徴とする請求項8に記載の油脂含有排水の処理方法。
- 前記接触分解槽からの処理水を沈殿槽に導入して沈殿処理を行ない、汚泥を分離することを特徴とする請求項8または9に記載の油脂含有排水の処理方法。
- 前記第1曝気槽で主として油脂含有排水を乳化し、前記第2曝気槽で主として分解、資化することを特徴とする請求項9に記載の油脂含有排水の処理方法。
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