JPH06170377A - 油脂含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 油脂含有排水を凝集分離して得られた油分を
リパーゼと接触させた後、固液分離する方法において、
生成スラッジ量を低減すると共に、無機凝集剤使用量の
低減を図る。 【構成】 油脂含有排水に無機凝集剤を添加して油脂分
を凝集させ、生じた油脂含有スラッジを排水から分離す
る。分離された油脂含有スラッジに酸を添加することに
より、該スラッジを無機凝集剤が溶解された水と油脂と
に分離する。無機凝集剤溶解水を油脂含有排水に添加す
る一方、分離された油脂をリパーゼと接触させて加水分
解する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油脂含有排水の処理方法
に係り、特に、油脂を含有する排水から油脂を分解して
除去する方法において、その分解除去効率を高めると共
に、スラッジ生成量の低減及び処理コストの低減を可能
とする油脂含有排水の処理方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び先行技術】従来、油脂含有排水の処理
法として、オイルトラップ等により予め油脂を除去した
後、活性汚泥法などの生物処理を行なう方法がある。ま
た、油脂含有排水を凝集、加圧浮上分離により処理する
方法もある。

【０００３】即ち、排水中の油分は水と分離しており、
そのままでは生物処理しにくいため、オイルトラップや
加圧浮上分離装置によって除去されることが多い。この
うち、加圧浮上分離においては、多くの場合、油脂の吸
着除去効率を高めるために凝集剤を添加する。

【０００４】更に、これらの方法とは別に、特開昭５０
−１２９７８９号には、固定化リパーゼを用いて油脂含
有排水中の油脂を酵素により分解する方法が提案されて
いる。

【０００５】上記従来の油脂含有排水の処理方法のう
ち、オイルトラップ等により油脂を除去する方法では、
油脂の分離を十分に行なうことができない。このため、
後続の生物処理工程において油脂が浮上したり、或いは
油脂が微生物菌体、フロックもしくは生物膜などに付着
して、酸素、基質もしくは栄養物などの浸透が悪化し、
これにより処理効率が低下して、油脂以外のＢＯＤ成分
（有機性物質）の処理も十分に行なえなくなるという問
題点がある。また、オイルトラップ等のメンテナンスに
手間がかかり、コスト高になるほか、浮上スカムの処理
が必要となり、さらにエマルション状態の油脂は分離で
きないなどの問題点もある。

【０００６】また、凝集、加圧浮上分離による方法で
は、粘性が高く、濃縮性が悪い上に、腐敗し易いフロス
やスラッジが多量に発生するため、後処理が容易ではな
いという欠点がある。

【０００７】更に、特開昭５０−１２９７８９号に記載
の方法では、初期には一時的に処理水中の油分は低下す
るが、その後は油脂の分解生成物である脂肪酸やグリセ
リンが処理水中に流出する。このうち脂肪酸は油分とし
て検出されるため、処理水中の油分の低下は期待できな
い。この方法において初期に油分が低下するのは、分解
生成物が一時的に不溶性塩となって、固定化リパーゼの
充填層に捕捉されるためであり、これが充填層の目詰ま
りの原因となって、処理効率を低下させるなどの問題点
がある。

【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決し、動植
物油脂含有排水等の油脂含有排水を効率的に処理して、
取り扱い性、濃縮性に優れたフロスないしスラッジを得
ると共に、高水質の処理水を高い分離、回収率にて得る
ことを可能とする油脂含有排水の処理方法として、油脂
含有排水をリパーゼと接触させた後、凝集分離する方法
を提案した（特願平４−４８５０７号。以下「先願」と
いう。）。上記先願の油脂含有排水の処理方法において
は、油脂含有排水を凝集分離して得られた油分を、リパ
ーゼと接触させた後、固液分離することにより、良好な
結果が得られる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
願の方法において、リパーゼによる処理の前処理とし
て、油脂含有排水の凝集分離を行なった場合には、凝集
剤がそのままリパーゼ処理工程に移行し、凝集剤スラッ
ジが大量に排出するため、凝集剤の添加が単にランニン
グコストを増大させるばかりではなく、産業廃棄物処理
コストの増大を引き起こすという問題があった。

【００１０】なお、無機凝集剤の回収方法として、従
来、汚泥から酸を用いて無機凝集剤を回収することは知
られている（特公昭３８−２４１３８号）が、油脂を吸
着した無機凝集剤から無機凝集剤を回収した例はない。

【００１１】本発明は上記先願の問題点を解決し、油脂
含有排水を凝集分離して得られた油分をリパーゼと接触
させた後、固液分離する方法において、生成スラッジ量
を低減すると共に、無機凝集剤使用量の低減を図り、処
理効率の向上及び処理コストの低コスト化を可能とする
油脂含有排水の処理方法を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の油脂含有排水の
処理方法は、油脂含有排水に無機凝集剤を添加して油脂
分を凝集させ、生じた油脂含有スラッジを排水から分離
する凝集分離工程と、該凝集分離工程で分離された油脂
含有スラッジに酸を添加することにより、該スラッジを
無機凝集剤が溶解された水と油脂とに分離するスラッジ
分離工程と、該スラッジ分離工程で生じた無機凝集剤溶
解水を、前記凝集分離工程で添加する無機凝集剤の少な
くとも一部として前記油脂含有排水に添加する工程と、
前記スラッジ分離工程で分離された油脂をリパーゼと接
触させて加水分解する工程とを備えたことを特徴とする
以下に本発明を詳細に説明する。本発明で処理の対象と
なる排水は、油脂を含有する排水であり、特に油脂とし
て動植物油脂を含有する排水が処理に適している。この
油脂含有排水には、油脂以外のＢＯＤ成分、及び、アン
モニア性窒素、有機性窒素等の窒素化合物などの不純物
が含有されていても良い。このような油脂含有排水とし
ては、例えば厨房排水、食用油製造工場排水、食肉加工
工場排水、菓子類製造工場排水などが挙げられる。

【００１３】本発明においては、まず、このような油脂
含有排水に無機凝集剤を添加して油脂分を凝集させ、生
じた油脂含有スラッジを排水から分離するが（凝集分離
工程）、その際、後述のスラッジ分離工程で分離された
無機凝集剤溶解水を、油脂含有排水に添加する無機凝集
剤の少なくとも一部として利用する。

【００１４】ここで使用される無機凝集剤としては、硫
酸バンド、ポリ塩化アルミニウム、ポリ鉄、塩化第二鉄
等の各種鉄塩等を用いることができ、その添加量は、返
送される無機凝集剤溶解水中の無機凝集剤濃度や原水で
ある油脂含有排水の油脂濃度等の水質、その他の処理条
件に応じて適宜決定される。

【００１５】通常の場合、無機凝集剤は、無機凝集剤溶
解水との合量で金属換算で５〜５０ｍｇ／ｌ程度となる
ように添加され、当該無機凝集剤の最適ｐＨ条件となる
ように、必要に応じてｐＨ調整を行なって凝集処理が行
なわれる。なお、この凝集分離処理としては特に制限は
なく、加圧浮上分離、沈殿分離、濾過分離等のいずれの
方法であっても良いが、好ましくは加圧浮上分離処理が
望ましい。

【００１６】次いで、このような凝集分離工程で分離さ
れた油脂含有スラッジに酸を添加することにより、該ス
ラッジを無機凝集剤が溶解された水と油脂とに分離する
（スラッジ分離工程）。

【００１７】ここで使用される酸としては、硫酸、塩酸
等が挙げられ、これらの酸は、系内のｐＨが３以下、特
に１〜２程度となるように添加される。

【００１８】酸の添加により、油脂を吸着した無機凝集
剤のスラッジから油脂が再び遊離し、この遊離した油脂
は自然浮上により油層として分離することができ、一
方、無機凝集剤は無機凝集剤溶解水として水層として分
離される。

【００１９】本発明においては、このスラッジ分離工程
で得られた無機凝集剤溶解水を、前述の凝集分離工程へ
返送する一方、油層をリパーゼ反応槽へ導いて処理す
る。

【００２０】本発明で使用するリパーゼとしては、油脂
（グリセリド）を加水分解し、脂肪酸を遊離するもので
あれば良く、特に制限はないが、トリグリセリドをグリ
セリンと脂肪酸とに完全に分解できるものを使用するの
が好ましい。また、リパーゼの起源も限定されず、例え
ば動物の消化液、消化器官；アスペルギルス属、ペニシ
リウム属、リゾプス属、ゲオトリクム属等の糸状菌；シ
ュードモナス属等の細菌；酵母などから得られるものが
使用できる。更に、リパーゼは、精製品の他、酵素抽出
物（液）などを使用することもできる。これらは１種単
独で又は２種以上を組合せて使用できる。

【００２１】また、リパーゼは固定化して用いることも
できるが、固定化しない状態で用いることにより、目詰
まり等による障害を避けることができ、処理効率を上げ
ることができる。

【００２２】従って、スラッジ分離工程で得られた油脂
とリパーゼとを接触させるリパーゼ処理は、該油脂にリ
パーゼを添加し、撹拌混合しながら行なうのが好まし
い。リパーゼの添加方法及び撹拌方法は、リパーゼによ
り油脂が効率的に分解される方法であれば良く、どのよ
うな方法でも採用することができる。

【００２３】リパーゼ処理の条件は、使用したリパーゼ
の最適ｐＨ及び最適温度で行なうのが好ましいが、これ
に限定されない。また、リパーゼの添加量及び反応時間
（処理時間）は、処理する油層中の油脂含有量、その他
の処理条件を考慮して、油脂が十分に分解されるように
適宜選択するが、通常の場合、リパーゼの添加量は、被
処理油層に対して１０〜１０００００ユニット／リット
ル、好ましくは１００〜１００００ユニット／リット
ル、反応時間は０．２５〜４８時間、好ましくは６〜２
４時間が適当である。なお、リパーゼの１ユニットは１
分間に１マイクロモルの脂肪酸を遊離させる酵素量であ
る。

【００２４】例えば、リパーゼとしてシュードモナス
ｓｐ．ＫＷＩ−５６菌株（微工研菌寄第９６５９号の微
細物受託番号で寄託されており、その菌学的性質などに
ついては特開平１−１１２９７９号に記載されてい
る。）から生産されたものを使用した場合の好ましい処
理条件は、ｐＨ６．５〜８、温度１５〜４０℃、添加量
１０００〜１００００ユニット／リットル、反応時間１
〜２０時間である。

【００２５】リパーゼ処理により、排水中の油脂は脂肪
酸とグリセリン、場合によってはモノエステル又はジエ
ステル等の部分エステルに加水分解される。従って、油
脂が牛脂、豚脂、サラダ油などの通常の動植物油脂であ
る場合には、脂肪酸としてステアリン酸、オレイン酸な
どが生成する。これらの脂肪酸及びグリセリンは、中性
ないしアルカリ性領域では、水との親和性が高い。リパ
ーゼ処理の初期の段階において、一時的に不溶物が析出
して凝集する場合があるが、加水分解の進行に伴って、
これらは再び液中に微細粒子として分散し、一部は溶解
する。そして脂肪酸の遊離に伴って、液のｐＨは低下す
る。本発明では、上記のどの段階でリパーゼ処理を終了
しても良いが、不溶性の生成物が溶解し、油脂が完全に
脂肪酸及びグリセリンに分解するまでリパーゼ処理を行
なうのが好ましい。

【００２６】本発明の方法において、リパーゼ処理後は
直接固液分離することが可能であるが、必要に応じて前
記と同様の無機凝集剤を添加して凝集処理した後固液分
離しても良い。また、リパーゼ処理で生成した脂肪酸を
消石灰（水酸化カルシウム）等のカルシウム化合物など
を用いて水に不溶の塩とすることは、水分含量の低いス
カムとすることができることから、極めて有利である。

【００２７】本発明において、最終的な固液分離手段は
遠心分離又はベルトプレス脱水とするのがより効果的で
ある。

【００２８】

【作用】油脂含有排水に無機凝集剤を添加して凝集分離
し、得られた油脂含有スラッジに酸を添加することによ
り、油脂を再び遊離させて無機凝集剤を水層に、油脂を
油層に分離することができる。

【００２９】従って、水層の無機凝集剤は、凝集分離工
程に添加して、無機凝集剤として再利用することがで
き、これにより、無機凝集剤使用量の低減が図れる。

【００３０】一方、油層には、油脂が濃縮された状態で
回収されるため、リパーゼ処理により極めて効率的に加
水分解することができる。

【００３１】即ち、リパーゼは基質となる油脂の濃度が
高い程、分解に必要な添加量を少なくすることができる
ため、油脂含有排水中の油脂を、このように油層中に濃
縮した後リパーゼ処理することにより、リパーゼ使用量
を低減することができ、処理コストの低減が図れる。

【００３２】このリパーゼ処理により得られるスラッジ
は容易に固液分離することができる。

【００３３】しかも、このリパーゼ処理工程には無機凝
集剤が導入されないため、最終的に生成するスラッジの
量は著しく少なくなり、廃棄物処理コストの低減も図れ
る。

【００３４】

【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明をより具体的
に説明する。

【００３５】実施例１ 食品工場から排出された油脂含有排水（ｎ−ヘキサン抽
出物濃度２００ｐｐｍ）４００ｍｌに、硫酸バンドを１
０００ｐｐｍとなるように添加した後、中性にしてフロ
ックを形成させ、全量を小型加圧浮上試験装置に移し、
４ｋｇ／ｃｍ²の圧力で空気飽和にした水を１００ｍｌ
添加してスカムを浮上させた。回収したスカム（ｎ−ヘ
キサン抽出物濃度１００００ｐｐｍ，水分含量７８％）
に硫酸を加えてｐＨを３以下としてフロックを液化し、
油分を自然浮上により油層として回収した。

【００３６】硫酸バンドを含む水層を上記と同様の油脂
含有排水４００ｍｌに添加し、ｐＨを中性にして凝集剤
フロックを形成させた後、同様に加圧浮上を行なったと
ころ、ｎ−ヘキサン抽出物濃度９０００ｐｐｍ，水分含
量７５％のスカムが得られた。スカム量は、上記処理に
おけるスカム量の約９０％であった。

【００３７】また、前記油層にリパーゼを油脂１ｇに対
して５０００ユニットの割合で添加し、２４時間撹拌し
た後、生成した脂肪酸を消石灰により中和したところ、
水分含量５４％の脂肪酸塩凝集物が得られた。

【００３８】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明の油脂含有排
水の処理方法によれば、油脂含有排水中の油脂を効率的
に分解処理して、粘性が低く、取り扱い性に優れ、圧密
性、濃縮性、分離性に優れたスラッジを得ると共に、高
水質の処理水を高い回収率で得ることが可能とされる上
に、無機凝集剤の使用量の低減及び生成スラッジ量の低
減が図れ、薬剤コスト、廃棄物処理コストを大幅に低減
することができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油脂含有排水に無機凝集剤を添加して油
   脂分を凝集させ、生じた油脂含有スラッジを排水から分
   離する凝集分離工程と、 該凝集分離工程で分離された油脂含有スラッジに酸を添
   加することにより、該スラッジを無機凝集剤が溶解され
   た水と油脂とに分離するスラッジ分離工程と、 該スラッジ分離工程で生じた無機凝集剤溶解水を、前記
   凝集分離工程で添加する無機凝集剤の少なくとも一部と
   して前記油脂含有排水に添加する工程と、 前記スラッジ分離工程で分離された油脂をリパーゼと接
   触させて加水分解する工程とを備えたことを特徴とする
   油脂含有排水の処理方法。