JP6157860B2

JP6157860B2 - 高濃度油含有廃水の生物処理方法

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Publication number: JP6157860B2
Application number: JP2013009574A
Authority: JP
Inventors: 康平市川; さゆり豊田; 友子東
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Eco Tech Corp
Current assignee: Nippon Steel Eco Tech Corp
Priority date: 2013-01-22
Filing date: 2013-01-22
Publication date: 2017-07-05
Anticipated expiration: 2033-01-22
Also published as: JP2014140795A

Description

本発明は、生活廃水、下水、工場廃水をはじめとした様々な有機性廃水の中でも、特に食品工場廃水や屠殺場廃水や屠畜場廃水のような、油分が高い比率で含まれている廃水(高濃度油含有廃水)の生物処理の技術に関する。

従来より広く行われている有機性廃水の処理（浄化）方法として、廃水中のＢＯＤで示される有機物を、好気性微生物を含んだ活性汚泥を利用して生物学的に分解除去処理する活性汚泥法がある。活性汚泥法は、浄化能力が高く、処理経費が比較的少なくて済む等の利点がある。そして、油分が多く含まれる廃水を処理すると、活性汚泥槽での処理が不十分になることや、スカムの異常発生等、活性汚泥槽における維持管理に問題を生じることが知られている。

ここで、食品工場や屠殺場や屠畜場等からの廃水に含有される油分は、主に動植物性油脂（トリグリセリド）であるが、これらの廃水に限らず、トリグリセリド由来の脂肪酸が多く含まれる種々の廃水もある。そして、この油分もＢＯＤで示される有機物の一つであるが、上記したように、油分が多く含まれる廃水を活性汚泥槽で浄化処理すると種々の問題が生じる。このため、このような油分が多く含まれる廃水を活性汚泥槽で浄化処理する場合は、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設けて油を除き、高濃度の油分が活性汚泥槽に流入することを防ぐ手段がとられている。

ここで、廃水中の油分は、ｎ−Ｈｅｘ（ノルマルヘキサン）抽出物として測定されており、その測定値を油分として表示している。先にも述べたように、廃水のＢＯＤを測定した場合、油分もＢＯＤ濃度の測定値の一部に含まれるため、このｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度値（油分）の高い廃水の場合は、当然にＢＯＤ値が高くなる。先述したように、油分が多く含まれる廃水を活性汚泥槽で浄化処理すると種々の問題が生じるので、予め油を取り除くことが行われている。活性汚泥槽で浄化処理する前に油の除去処理を行う目安として、通常、上記したｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度値がＢＯＤ値の１／５以上である、油分が多く含まれる廃水を「高濃度油含有廃水」と呼び、このような廃水を処理する場合は、上記したように、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設けるといった方法で、油分を取り除くことが行われている。なお、本発明では、以下、特に明記した場合を除き、「廃水の油分」とは、廃水中のｎ−Ｈｅｘ（ノルマルヘキサン）抽出物として測定された分析値を意味する。

そして、オイルトラップや加圧浮上装置等で回収された油スラッジは、通常、後段の活性汚泥処理によって生じる余剰汚泥とともに廃棄処分されている。しかし、生物処理を経た余剰汚泥は、標準的な処理の場合でも、生物処理することでその発生量が流入ＢＯＤの３０％程度に低減されるのに対し、オイルトラップや加圧浮上装置で物理的に分離して回収された油スラッジは、特別の処理をすることなく、脱水・廃棄処分されるので、発生量が多く、その処分費が廃水処理費に占める割合は決して低くない。例えば、廃水処理全体にかかる費用のおよそ半分が油スラッジの処分費というケースもある。また、回収した油スラッジが悪臭源となり、周囲の環境を悪化させる要因になる場合もある。

さらに、高濃度油含有廃水の中でも、例えば、製パン工場廃水の場合は、廃水中の油が乳化されており、また、乳製品製造工場廃水の場合は、親水性の高いｎ−Ｈｅｘ抽出物である脂肪酸が多く含まれている。そのため、このような場合には、先に述べたオイルトラップや加圧浮上による方法では、充分に油や脂肪酸を除去することが困難な場合があり、活性汚泥槽での処理に影響を及ぼすという別の課題があった。

上記に挙げたような課題に対し、近年では、油含有廃水を直接生物処理する方法が検討されてきている。例えば、油脂分解酵素や酵母を、原水や曝気槽などに投入することにより分解効率を促進する方法が提案されている（特許文献１、２参照）。

ところで、油が生分解される場合、まず、リパーゼ等の酵素によって油（トリグリセリド）のエステル結合を加水分解し、脂肪酸とグリセリンに分解し、分解した水和性の高い脂肪酸を細胞内に取り込み、β酸化経路を経て有機酸、最終的には、二酸化炭素と水になると予想される。このため、リパーゼを効率的に放出する微生物や、もしくはリパーゼ製剤を廃水中に添加することで、油の分解速度を上げられるのではないかと考えるのは自然である。

特開平５−２４５４７９号公報特開２００３−２２７号公報

しかしながら、発明者らは鋭意研究の結果、油の生分解経路の律速はトリグリセリドのエステル結合切断の段階ではなく、このために、上記した廃水へのリパーゼの添加は、廃水中の油分の処理を効率化させる効果はないことを確認した。また、検討の過程で、驚くべきことに、微生物において、油を資化する能力は決して特異的なものではなく、多くの微生物が油を資化する能力を有していることも分かった。

したがって、本発明の目的は、上記した新たな知見に基づき、従来の油スラッジの発生を伴う、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設ける必要のない方法で、さらに、特に、廃水や曝気槽などに油脂分解酵素や酵母を投入する必要もなく、直接生物処理することで、油分が多く含まれる廃水の浄化を効率的に行うことを可能にする新たな高濃度油含有廃水の生物処理方法を提供することにある。また、本発明の目的は、浄化処理や二次処理が簡便になるにもかかわらず、処理水が、上記した従来の浄化処理方法と同等に、或いはそれ以上に浄化処理されたものとなる経済的な高濃度油含有廃水の生物処理方法を提供することにある。

上記の目的は、下記の本発明によって達成される。すなわち、本発明は、ＢＯＤ濃度に対してｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度（油分）が、油分／ＢＯＤ＝１／５〜１／１（廃水のＢＯＤがｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の１倍〜５倍）である高濃度油含有廃水を処理する際に、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設けることなくＡ槽として細菌槽を設け、該Ａ槽で、上記廃水を原生動物の実質的不存在下、細菌によって好気的に処理を行い、該処理後にＢ槽である活性汚泥槽で処理し、且つ、上記Ａ槽での処理を、ＨＲＴを３時間〜１２時間とする条件で行うことを特徴とする高濃度油含有廃水の生物処理方法を提供する。

上記本発明の好ましい形態としては、下記のことが挙げられる。
前記油分／ＢＯＤの値が、１／２〜１／５（廃水のＢＯＤがｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の２倍〜５倍）であること；前記Ａ槽のｐＨを、６．０〜８．０の範囲に維持すること；前記Ａ槽の処理条件であるＨＲＴを、５時間〜１０時間とすること；高濃度の油分を含有する廃水に、油分以外のＢＯＤ源を外部から添加し、前記Ａ槽で処理する廃水を油分／ＢＯＤ＝１／２以下（廃水のＢＯＤがｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の２倍以上）となるように調整すること；前記Ａ槽又はＢ槽の少なくともいずれかの槽に、担体を入れることである。

本発明によれば、従来の油スラッジの発生を伴う、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設ける必要のない方法で、さらに、特に、廃水や曝気槽などに油脂分解酵素や酵母を投入する必要もなく、これらの従来の方法で達成することができなかった、効率的に油含有廃水を直接生物処理することを可能にできる新たな高濃度油含有廃水の生物処理方法の提供が可能になる。

本発明の生物処理方法の模式的なフロー図である。検討例における細菌槽並びに活性汚泥槽の、培養時間と培養液中のｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の関係を示す図である。検討例における細菌槽の模式図である。

以下、本発明に関する好ましい実施形態を説明するが、本発明は下記の実施形態に限定されるものではなく、適宜変更して実施することもできる。本発明者らは、先述した新たな知見に基づき鋭意検討の結果、本発明に至ったものである。すなわち、油の生分解経路の律速はトリグリセリドのエステル結合切断の段階ではないこと、さらに、微生物において油を資化する能力は決して特異的なものでなく、多くの微生物が油を資化する能力を有しているとの知見から、本発明者らは、そもそも、従来は困難であると考えられていた高濃度油含有廃水を直接生物処理することは不可能なことではないと考えるに至り、かかる観点から、さらなる検討を行った。その結果、廃水中に高濃度に含まれる油分を迅速に処理するには、活性汚泥槽内の微生物量の確保（維持）が極めて重要な要素となることを見出した。

より具体的には、本発明者らは、処理対象の高濃度油含有廃水のＢＯＤ濃度と、このＢＯＤ濃度の一部を占めているｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度（油分）の比率に着目し、この比率に応じて生物処理条件を設定することで、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設けたり、酵素等の添加をすることなく、高濃度油含有廃水を直接生物処理して良好な処理水を得ることが可能になり、廃水中の油分が効率的に処理されることを見出した。

まず、本発明者らは、高濃度油含有廃水について直接生物処理する場合には、活性汚泥槽の前段に、Ａ槽として、いわゆる細菌槽を設け、予め油分を含む有機物を細菌によって生物分解することが極めて有効であることを見出した。さらに、この細菌槽であるＡ槽で高濃度油含有廃水を処理した場合、その初期段階で細菌の増殖が進み、細菌槽中の廃水のｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度（油分）を激減できることがわかった。より具体的には、Ａ槽における処理条件として、そのＨＲＴ（水理学的滞留時間）を、少なくとも３時間、より好ましくは少なくとも５〜６時間程度とすれば、本発明の顕著な効果が得られることを見出した。なお、高濃度油含有廃水の性状や細菌の量（ＳＳ）にもよるが、そのＨＲＴを無用に長い時間としても本発明の効果に対する寄与は少なく、長くしたとしても、通常の高濃度油含有廃水であれば１０時間程度で、他の処理条件に影響されることなく本発明の顕著な効果が十分に得られることを確認した。さらに、例えば、油分／ＢＯＤ比率が１／１、つまりＢＯＤ源が全て油分であるような油分が極めて高い高濃度油含有廃水であっても、そのＨＲＴを１２時間程度とすることで本発明の顕著な効果が得られる。したがって、このような、廃水中のＢＯＤ源がほぼ油分（すなわち、油分／ＢＯＤ＝１／１）であるような廃水を処理する場合には、油分以外のＢＯＤ源を外部から廃水に添加し、且つ、処理対象となる廃水中の油分が、少なくとも廃水のＢＯＤ濃度の１／２以下（すなわち、廃水のＢＯＤが油分の２倍以上）となるように調整して処理することで、Ａ槽のＨＲＴを５〜６時間とする本発明の処理方法によって安定して良好な生物処理ができるようになる。

また、先に述べたように、従来の廃水処理では、ＢＯＤに対し、油分（ｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度）がＢＯＤの１／５以上（油分／ＢＯＤ＝１／５以下）の高濃度油含有廃水を生物処理する場合に、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設けることで、活性汚泥槽中への油分が流入するのを防止する必要があった。これに対し、本発明の方法によれば、このような高濃度油含有廃水に対し、オイルトラップ等を設けることなく直接生物処理ができるようになる。このことは、多大な負荷がかかっていた油スラッジを二次処理する必要が無くなることを意味しており、実用上、極めて顕著な効果が得られる。したがって、本発明の方法によって顕著な効果が得られるのは、ＢＯＤに対してｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度（油分）が、油分／ＢＯＤ＝１／５〜１／１である高濃度油含有廃水に適用した場合である。

本発明の生物処理方法で使用するＡ槽は、原生動物の実質的不存在下、細菌で好気的に処理を行う細菌槽である。先に述べたように、本発明では、この細菌槽に高濃度油含有廃水を導入して、特定の処理条件で細菌処理する。この細菌槽では、細菌が、廃水中の有機物を生物分解して増殖することで、油分を含む有機物が短時間で効率よく分解され、その結果、Ａ槽での処理に引き続いて行う、次のＢ槽の活性汚泥槽において、良好な生物処理が可能になる。細菌槽を構成する細菌としては、該槽中に良好な状態で浮遊する非凝集性細菌（分散性細菌或いは分散菌）を用いることが好ましい。本発明で用いるＡ槽として好適に用いることのできる非凝集性細菌が選択的に生息する細菌槽は、特公昭５６−４８２３５号公報に記載の方法で容易に得ることができる。本発明の生物処理方法を実施する場合には、Ａ槽のｐＨを、６．０〜８．０の範囲に維持することが好ましい。

本発明では、Ｂ槽である通常の活性汚泥槽での処理に先だち、高濃度油含有廃水に対して、原生動物の実質的不存在下、細菌、より好ましくは分散菌によって好気的な処理を行うことを要する。細菌槽を使用しない通常の活性汚泥槽での有機物の生物処理では、種々の細菌や原生動物等が混在した状態の活性汚泥で処理を行っているため、廃水中の有機物が細菌によって分解されるとともに、増殖した細菌が原生動物に捕食されるという微生物活動が起っている。上記した特公昭５６−４８２３５号公報に記載の発明では、最初に細菌槽を設け、分散菌によって、その餌となる有機物を分解し、分散菌を増殖させ、増殖した細菌を次の活性汚泥槽中の原生動物で捕食する構成（２相活性汚泥法）とすることで、従来の活性汚泥槽では達成できなかった高負荷運転を可能としている。

しかしながら、本発明が対象としているＢＯＤ濃度に対してｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度（油分）が、油分／ＢＯＤ＝１／５〜１／１である高濃度油含有廃水に対しては、この２相活性汚泥法を適用する試みはなされていない。その理由は、先に述べたように、油が生分解される場合、まずリパーゼ等の酵素によって油（トリグリセリド）のエステル結合を加水分解し、脂肪酸とグリセリンに分解し、分解した水和性の高い脂肪酸を細胞内に取り込み、β酸化経路を経て有機酸、最終的には、二酸化炭素と水になると考えられていたため、高濃度の油含有廃水を直接生物処理するには、リパーゼを効率的に放出する特有の微生物やリパーゼ製剤を廃水中に添加することが必要となると考えられていたことによる。

これに対し、本発明は、上記した当業者の常識に反し、微生物において油を資化する能力は決して特異的なものではなく、多くの微生物が油を資化する能力を有しているとする新たな知見を得、このような観点から鋭意研究した結果、達成したものである。すなわち、本発明の生物処理方法によれば、高濃度油含有廃水の浄化処理を、Ｂ槽である活性汚泥槽の前段にＡ槽として細菌槽を設けた２相構成の生物処理を行い、且つ、その際に、細菌槽の運転条件を適格にするという簡易な方法によって、直接生物処理することが可能になる。本発明の方法は、従来技術のように、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設けることなく、直接生物処理を行うため、従来の処理方法において必要とされた油スラッジの２次処理の問題を生じることがないという、実用上の極めて大きな効果が得られる。

上記した本発明の顕著な効果は、油分／ＢＯＤの値が１／２〜１／５（廃水のＢＯＤがｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の２倍〜５倍）である高濃度油含有廃水に適用した場合に、より安定して得られる。なお、前記したようにＢＯＤ値には油分も含まれるが、ｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度１ｍｇ／Ｌに対してＢＯＤ値がいくつに相当するかは油の種類によって若干異なるものの、本発明者らの検討によれば、通常行われている廃水についての油分とＢＯＤの測定結果において、上記した関係を満たす高濃度油含有廃水であれば、問題なく処理することができる。細菌槽における運転条件の詳細については後述する。

本発明において、Ａ槽である細菌槽内で行う、原生動物の実質的不存在下で廃水を細菌によって好気的に処理する工程における、「原生動物の実質的不存在下」とは、原生動物の増殖が抑制され、その結果、細菌処理過程中に殆ど原生動物の新たな出現が見られない状態を意味する。細菌槽で使用する細菌は、好気性のものであれば任意であり、例えば、アルカリゲネス属菌、シュウドモナス属菌、バチルス属菌、アエロバクター属菌、フラボバクテリウム属菌等を挙げることができる。これらの中でも、バチルス属菌を使用することが好ましい。これらの細菌は、通常、廃水中に生存しており、廃水中の有機物を栄養源として増殖する。このため、有機性廃水を被処理水とする本発明においては、特に外部から添加する必要はない。しかしながら、特に実際の廃水処理の場合において、有機性廃水の浄化処理を円滑に行なうためには、必要に応じて適当な種菌を浄化処理の開始時に外部から添加してもよい。その際に使用する種菌としては、例えば、「バイオコアＢＰ」、「ＯＦ−１０」、「サーブワン」（以上、商品名、日鉄住金環境社製）等の微生物製剤を好適に利用できる。

次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明する。ただし、これらの実施例は本発明の単なる例示であって、本発明の限定を意図するものではない。

本発明者らは、油分を多量に含む模擬廃水を作製し、さらに、この模擬廃水を用い、下記のようにして、細菌槽或いは活性汚泥槽に生息する微生物によって模擬廃水中の油分がどのように変化するかを調べた。その結果、図２に示す結果が得られた。

（Ａ槽である細菌槽における、分散菌の油分の分解性能についての検討試験）
界面活性剤を添加し、超音波で安定的に乳化させた大豆油を用意し、３本の三角フラスコに一定量ずつ添加した。一方、活性汚泥を基に、豆乳を栄養源としＨＲＴを６時間として培養した培養液（細菌懸濁液）を用意し、ＳＳとして６００ｍｇ/Ｌとなるよう水道水で希釈した。なお、ＳＳの分析は、孔径０．２μｍのガラス濾紙を使用した。この細菌混濁液を、前述した大豆油の入った三角フラスコにそれぞれ同じ量入れ、この状態で、３０℃で恒温振盪培養した。

上記した３本の三角フラスコ内は、本発明を構成するＡ槽である細菌槽に該当するものになっている（図１（ａ）及び図３参照）。そこで、これらによって、Ａ槽中の細菌による油分の分解状況を検証するために、上記の培養開始から、０時間目、５時間目、１０時間目で、それぞれ三角フラスコを取り出し、各フラスコ内の試料全量を検水としてｎ−Ｈｅｘ抽出物（油分）の分析を行った。その結果を図２中に実線で「細菌懸濁液」の結果として示した。図２に示した通り、この試験に用いた「細菌懸濁液」は、処理前の０時間目における油分濃度（すなわち、添加油分濃度）が６８０ｍｇ／Ｌであり、ＳＳが６００ｍｇ／Ｌであることから、油分／ＢＯＤ＝１／１．４の廃水を連続通水した場合に等しい条件である。図２に示したように、この条件下におけるＡ槽中の細菌による油分の分解状況は、５時間目の油分濃度が２５０ｍｇ／Ｌであり、１０時間目の油分濃度が１１０ｍｇ／Ｌ程度になることを確認した。このことは、細菌槽で、上記条件下で５時間培養を行えば、廃水中の油分の６０％程度、すなわち４００ｍｇ／Ｌ程度が除去されたことを示している。つまり、ＳＳが６００ｍｇ／Ｌの細菌懸濁液で、１時間あたり７０ｍｇ／Ｌ程度の油分が分解されたことになる。さらに、上記した条件の細菌槽での処理を１０時間行うことで、廃水中の油分の８５％程度が除去されることを確認した。換言すれば、上記した処理をすることで細菌槽内の細菌は油分を栄養源として増殖しており、より具体的には、除去された油分のおよそ５０％が細菌（菌体）へと変換される。このようにして増殖した細菌は、次の通常の活性汚泥槽であるＢ槽で、原生動物によって容易に捕食されるものである。

（Ａ槽中の分散菌による油分分解性能の高さを、活性汚泥処理との比較で示す検討試験）
［ＭＬＳＳが３，０００ｍｇ／Ｌの場合］
界面活性剤を添加し、超音波で安定的に乳化させた大豆油を用意し、３本の三角フラスコに一定量ずつ添加した。一方、豆乳で馴養した活性汚泥を水道水で希釈し、ＭＬＳＳを３，０００ｍｇ／Ｌに調整した。前述した大豆油の入った三角フラスコのそれぞれに、ＭＬＳＳを３，０００ｍｇ／Ｌに調整した上記の活性汚泥を入れ、３０℃で恒温振盪培養した。そして、分散菌を用いた試験の場合と同様に、培養開始から、０時間目、５時間目、１０時間目で、それぞれの三角フラスコを取り出し、各フラスコ内の試料全量を検水としてｎ−Ｈｅｘ抽出物（油分）分析を行った。その結果を、図２中に「活性汚泥ＭＬＳＳ３０００ｍｇ／Ｌ」として示した。図２に示した通り、試験開始前の０時間目における油分濃度は２５０ｍｇ／Ｌであり、５時間目の油分濃度は９０ｍｇ／Ｌであり、１０時間目の油分濃度は５０ｍｇ／Ｌ程度になることを確認した。

上記の結果から、培養に使用したＭＬＳＳを３，０００ｍｇ／Ｌに調整した活性汚泥を含む槽では、培養開始から５時間で１６０ｍｇ／Ｌ程度の油分が除去された。つまり、ＭＬＳＳを３，０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥は１時間あたり３０ｍｇ／Ｌ程度の油分を分解したことになる。これに対し、前述した分散菌を用いて同様処理を行った試験結果では、前述したように、ＳＳとして６００ｍｇ／Ｌの細菌が１時間当たりに分解した油分が７０ｍｇ／Ｌであり、両者の油分処理性を比較すると、活性汚泥の油分処理性は、分散菌よりも格段に低いことがわかる。すなわち、両試験結果の比較により、本発明で規定する分散菌からなるＡ槽は、通常の活性汚泥槽（Ｂ槽）よりも効率的に油分を処理することができることが確認された。

［ＭＬＳＳが１，５００ｍｇ／Ｌの場合］
界面活性剤を添加し、超音波で安定的に乳化させた大豆油を用意し、３本の三角フラスコに一定量ずつ添加した。一方、豆乳で馴養した活性汚泥を水道水で希釈し、ＭＬＳＳを１，５００ｍｇ／Ｌに調整した。前述した大豆油の入った三角フラスコのそれぞれに、ＭＬＳＳを１，５００ｍｇ／Ｌに調整した上記の活性汚泥を入れ、３０℃で恒温振盪培養した。そして、分散菌を用いた試験の場合と同様に、培養開始から、０時間目、５時間目、１０時間目で、それぞれの三角フラスコを取り出し、各フラスコ内の試料全量を検水としてｎ−Ｈｅｘ抽出物（油分）分析を行った。

その結果を、図２中に「活性汚泥ＭＬＳＳ１５００ｍｇ／Ｌ」として示した。図２に示した通り、ＭＬＳＳが１，５００ｍｇ／Ｌの活性汚泥を用いた場合と、先に説明したＭＬＳＳが３，０００ｍｇ／Ｌの活性汚泥を用いた場合とを比較すると、試験開始前の０時間目における廃水中の油分濃度は２５０ｍｇ／Ｌで同じであるが、バイオマス量の多いＭＬＳＳが３，０００ｍｇ／Ｌの汚泥の方が、５時間で、より多くの油を処理できることが確認された。さらに、図２に示したように、先に説明したＳＳが６００ｍｇ／Ｌの細菌懸濁液による培養と、ＭＬＳＳが１，５００ｍｇ／Ｌの活性汚泥を用いた培養の場合とを比較すると、「活性汚泥ＭＬＳＳ３０００ｍｇ／Ｌ」の場合と同様に、バイオマス量が少ないＳＳ６００ｍｇ／Ｌの細菌懸濁液の方が、５時間で、格段に多くの油分（有機物）を処理できることが確認された。上記の結果は、活性汚泥を用いた場合よりも、細菌懸濁液の方が、格段に油の処理効率が高く、また、同様の活性汚泥を用いた培養の場合であれば、微生物量が多い方（ＭＬＳＳの値が高い方）が、油の処理速度が大きいことを明らかに示している。

（実施例１）
図１（ｃ）中に示したＡ槽に活性汚泥を種汚泥として入れ、充分に曝気をしながら、ＨＲＴが３時間となるよう、下記の模擬廃水を連続通水した。模擬廃水は、油分成分として界面活性剤で乳化させた大豆油を使用し、油分以外のＢＯＤ成分として、ポリペプトンやグルコース、栄養塩からなる基礎培地を、適宜の濃度となるようにして使用した。ここで、模擬廃水の油分濃度をｎ−Ｈｅｘ抽出物として２００ｍｇ／Ｌとし、廃水中に併存させた基礎培地濃度は、処理対象の廃水の油分／ＢＯＤ比率が１／５となるように添加した。また、この際、Ａ槽内のｐＨが６．８〜７．２と、およそ７になるように模擬廃水のｐＨを調整した。図１（ｃ）に示したフローで、生物処理試験を２週間継続し、得られた処理水の油分（ｎ−Ｈｅｘ抽出物）濃度を測定し、その除去率を算出た。模擬廃水の性状と、生物処理条件と、これによって得られた結果を表１に示した。

（比較例１)
図１（ｃ）中に示したＡ槽に活性汚泥を種汚泥として入れ、充分に曝気をしながら、いずれもＡ槽におけるＨＲＴが１時間となるよう模擬廃水を連続通水した。模擬廃水は、油分成分として界面活性剤で乳化させた大豆油を使用し、油分以外のＢＯＤ成分としてポリペプトンやグルコース、栄養塩から成る基礎培地を使用した。ここで、模擬廃水の油分濃度をｎ−Ｈｅｘ抽出物として２００ｍｇ／Ｌとし、廃水中に併存させた基礎培地濃度は、処理対象の廃水の油分／ＢＯＤ比率が比較例１に使用するものでは１／５となるように基礎培地を添加した。また、この際、Ａ槽内のｐＨが６．８〜７．２と、およそ７になるように模擬廃水のｐＨを調整した。図１（ｃ）に示したフローで、生物処理試験を２週間継続し、得られた処理水の油分（ｎ−Ｈｅｘ抽出物）濃度を測定し、その除去率を算出した。模擬廃水の性状と、生物処理条件と、これによって得られた結果を表１に示した。

表１に示した通り、油分濃度が実施例１と同じ高濃度油含有廃水について、本発明で規定するよりも短時間で処理した比較例１の場合は、油分をある程度は除去できるものの、実施例１のように、充分に高い処理性を得られないことが分かった。実施例１と比較例１との比較から、高濃度油含有廃水として扱われている油分比率の高い排水について、Ａ槽におけるＨＲＴを少なくとも３時間に設定することで、高い油分処理性が得られることが確認された。

（参考例１、実施例２）
図１（ｃ）中に示したＡ槽に活性汚泥を種汚泥として入れ、充分に曝気をしながら、Ａ槽におけるＨＲＴが８時間（参考例１）若しくは１２時間（実施例２）となるよう、下記の模擬廃水を連続通水した。この際の模擬廃水には、実施例１で使用したと同様の基礎培地を使用して、処理対象の廃水中の、油分／ＢＯＤ比率が１／１つまりＢＯＤ源が全て油分である油分が極めて高いものを用いた。また、Ａ槽内のｐＨが６．８〜７．２と、およそ７になるように模擬廃水のｐＨを調整した。図１（ｃ）に示したフローで、生物処理試験を２週間継続し、得られた処理水の油分（ｎ−Ｈｅｘ抽出物）濃度を測定し、その除去率を算出した。模擬廃水の性状と、生物処理条件と、これによって得られた結果を表２に示した。

表２に示した通り、参考例１と実施例２で対象としたＢＯＤ源が全て油分である、直接処理することが極めて難しいと考えられる廃水についても、ＨＲＴを１２時間と長くすることで、高い油処理性を実現できることがわかった。このことは、処理する廃水の油分／ＢＯＤ比率を測定し、ＢＯＤに対して油分が多くなるにしたがってＡ槽のＨＲＴを長めにするように処理条件を設計すれば、ＢＯＤ源が全て油分であるような高濃度油含有廃水に対しても、直接生物処理によって安定した良好な処理をすることが可能であることを意味している。

（実施例３、実施例４）
図１（ｃ）中に示したＡ槽に活性汚泥を種汚泥として入れ、充分に曝気をしながら、Ａ槽におけるＨＲＴが３時間となるよう、下記の模擬廃水を連続通水した。模擬廃水は、実施例１で使用したと同様の基礎培地を使用し、処理対象の廃水中の、油分／ＢＯＤ比率が１／５となるように基礎培地を添加した。そして、さらに、Ａ槽内のｐＨが、実施例３では６．８〜７．２と、およそ７になるように模擬廃水のｐＨを調整し、実施例４では８．８〜９．２と、およそ９になるように模擬廃水のｐＨを調整した。図１（ｃ）に示したフローで、生物処理試験を２週間継続し、得られた処理水の油分（ｎ−Ｈｅｘ抽出物）濃度を測定し、その除去率を算出した。模擬廃水の性状と、生物処理条件と、これによって得られた結果を表３に示した。

表１と表３に示したように、処理する廃水中の、油分／ＢＯＤ比率が同じ場合は、実施例１や実施例３のように、Ａ槽のｐＨがより中性付近の試験条件の方が、ｐＨ値が高い実施例４の試験条件の場合よりも、高い油処理性を得られることを確認した。より具体的には、Ａ槽のｐＨが７〜８程度とした場合に、より好ましい効果が得られる。

本発明の廃水処理方法を用いれば、生物処理をする場合に、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を必要とし、油スラッジの処理等の課題があった、例えば、製パン工場廃水をはじめとする高濃度油含有廃水について、直接生物処理を安定してすることができるようになるので、廃水処理コストを削減することができ、実用上、極めて有用なであり、その利用が期待される。また、本発明の廃水処理方法は、処理できる廃水の油分の含有量に上限があるが、廃水の水質等が変動して油分の含有量が多くなった場合であっても、廃水に油以外のＢＯＤ源を添加して油分とＢＯＤの比を調整するという簡便な方法で、充分に安定した処理性が維持可能であり、この点からもその利用が期待される。

１：細菌槽（Ａ槽）
２：活性汚泥槽（Ｂ槽）
３：膜分離槽
４：沈殿槽

Claims

ＢＯＤ濃度に対してｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度（油分）が、油分／ＢＯＤ＝１／５〜１／１（廃水のＢＯＤがｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の１倍〜５倍）である高濃度油含有廃水を処理する際に、活性汚泥槽の前段にオイルトラップや加圧浮上装置を設けることなくＡ槽として細菌槽（但し、槽に固定担体が設置、または流動担体が流動されるもの、或いは、担体が充填されているものを除く）を設け、
該Ａ槽で、ｐＨを、６．０〜８．０の範囲に維持し、上記廃水を原生動物の実質的不存在下、細菌によって好気的に処理を行い、且つ、該処理後に活性汚泥槽であるＢ槽で処理し（但し、Ｂ槽が活性汚泥を含む膜分離活性汚泥槽である場合、及び、炭化物と浮上オイルとを排出する構成の余剰汚泥を炭化する炭化装置を用いる場合を除く）、
上記Ａ槽での処理を、ＨＲＴを３時間〜１２時間とする条件で行うことを特徴とする高濃度油含有廃水の生物処理方法。
前記油分／ＢＯＤの値が、１／２〜１／５（廃水のＢＯＤがｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の２倍〜５倍）である請求項１に記載の高濃度油含有廃水の生物処理方法。
前記Ａ槽の処理条件であるＨＲＴを、５時間〜１０時間とする請求項１又は２に記載の高濃度油含有廃水の生物処理方法。
高濃度の油分を含有する廃水に、油分以外のＢＯＤ源を外部から添加し、前記Ａ槽で処理する廃水を油分／ＢＯＤ＝１／２以下（廃水のＢＯＤがｎ−Ｈｅｘ抽出物濃度の２倍以上）となるように調整する請求項１〜３のいずれか１項に記載の高濃度油含有廃水の生物処理方法。
前記Ｂ槽に、担体を入れる請求項１〜４のいずれか１項に記載の高濃度油含有廃水の生物処理方法。