JPH06246295A - 油脂含有排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油脂を嫌気性微生物が資化しやすい形に分解
し、この分解生成物を嫌気性微生物により資化させるこ
とにより、簡単な装置と操作により効率よく安定して油
脂を分解、除去することが可能な油脂含有排水の処理方
法を提案する。 【構成】 油脂含有排水にリパーゼを添加し、撹拌混合
しながら排水中の油脂を加水分解した後、嫌気性処理し
て油脂の分解生成物およびその他のＢＯＤ成分を分解除
去する。 【効果】 嫌気性処理しているので、好気性処理する場
合と比較して、発泡およびバルキングの心配がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油脂を含有する排水か
ら油脂を分解して除去する油脂含有排水の処理方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】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
法などの好気性処理を行う方法がある。

【０００３】しかし、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うことができな
い。このため後続の好気性処理工程において油脂が浮上
したり、また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、油脂以外
のＢＯＤ成分（有機性物質）の処理も十分に行えなくな
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。

【０００４】一方、油脂含有排水を直接嫌気性処理する
方法もあるが（例えば、Ｗａｔ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏ
ｌ．，２２（３４）ｐ．２９９，１９９０）、酸発酵と
メタン発酵とを一つの反応槽で行う一相方式の嫌気性処
理では、油脂はほとんど分解されないか、または分解率
が極めて低く、このため酸発酵とメタン発酵とを別々の
反応槽で行う二相方式の嫌気性処理を行う必要がある。
またＵＡＳＢ（上向流スラッジブランケット）方式、コ
ンタクト方式では、油が浮上して被処理液表面に固まっ
てしまう場合がある。

【０００５】このような方法とは別に、特開昭５０−１
２９７８９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。しかしこの方法では、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。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題点を解決するため、油脂を微生物が資化しやすい形
に分解し、この分解生成物を嫌気性微生物により資化さ
せることにより、簡単な装置と操作により効率よく安定
して油脂を分解、除去することが可能な油脂含有排水の
処理方法を提案することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、油脂含有排水
をリパーゼと接触させて、前記排水中の油脂を分解した
後、嫌気性処理することを特徴とする油脂含有排水の処
理方法である。

【０００８】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、およ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を含有していてもよ
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
造工場排水などをあげることができる。

【０００９】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
あれば制限なく使用できるが、トリグリセリドをグリセ
リンと脂肪酸とに完全に分解す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。さらに精製品の他に、酵素抽出物（液）などを使
用することもできる。これらは１種単独でまたは２種以
上を組合せて使用できる。

【００１０】これらの酵素は固定化酵素を用いることも
できるが、固定化しない酵素を用いることにより、目詰
まり等による障害を避けることができるほか、酵素を微
生物の栄養源として用いることができ、これにより処理
効率を上げることができる。

【００１１】リパーゼ処理は、油脂含有排水とリパーゼ
を接触させることにより行われるが、油脂含有排水にリ
パーゼを添加し、撹拌混合しながら行うのが好ましい。
添加方法および撹拌方法は、リパーゼにより排水中の油
脂が分解される方法であれば、どのような方法でも採用
することができる。

【００１２】リパーゼ処理の条件は、使用したリパーゼ
の最適ｐＨおよび最適温度で行うのが好ましいが、これ
に限定されない。またリパーゼの添加量および反応時間
は、油脂含有排水中の油脂含有量および他の処理条件を
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、通常添加量は排水に対して１００〜１０００００ユ
ニット／ｌ、好ましくは１０００〜１００００ユニット
／ｌ、反応時間は０．２５〜４８時間、好ましくは６〜
２４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。

【００１３】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
生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処理条件は、ｐＨ
６．５〜８、温度１５〜４０℃、添加量１０００〜１０
０００ユニット／ｌ、反応時間１〜２４時間で行うのが
好ましい。

【００１４】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またはジ等の部分
エステルに加水分解される。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、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
酸およびグリセリンは、中性ないしアルカリ性領域で
は、水との親和性が高いため、微生物が資化しやすい状
態になっている。またリパーゼはエマルション状態の油
脂も分解できるので、凝集剤を添加しなくても簡単に油
脂を分解することができる。リパーゼ処理の初期の段階
において、一時的に不溶性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ってもよいが、不溶性の
生成物が溶解し、油脂が完全に脂肪酸およびグリセリン
に分解するまでリパーゼ処理を行うのが好ましい。

【００１５】本発明においては、油脂含有排水をリパー
ゼ処理した後、嫌気性処理を行う。嫌気性処理は酸生成
菌、メタン生成菌などの嫌気性微生物の存在下に、嫌気
性条件で有機物を分解する方法である。このような嫌気
性処理法としては固形物を含んだ状態で嫌気性消化する
方法でもよいが、固形物を除去し、溶解性有機物を主成
分とする排水を固定床法、流動床法、ＵＡＳＢ法などの
高負荷嫌気性処理法を採用する方法が好ましい。

【００１６】また嫌気性処理は酸発酵とメタン発酵とを
一つの発酵槽で行う一相方式の方法で行うこともできる
し、酸発酵とメタン発酵とを別々の発酵槽で行う二相方
式の方法で行うこともできる。従来の方法では、油脂の
加水分解が処理の律速段階となるため、一相方式の嫌気
性処理では効率が悪く、このため二相方式により予め加
水分解した後メタン発酵する必要があったが、本発明の
方法では油脂がリパーゼにより加水分解されているの
で、一相方式の嫌気性処理においても効率よくメタン発
酵させることができる。さらに嫌気性処理は高温嫌気性
菌を用いた高温嫌気性処理でもよく、また中温嫌気性菌
を用いた中温嫌気性処理でもよい。

【００１７】嫌気性処理の条件はｐＨ６〜９、好ましく
はｐＨ６．５〜８．５に調整して行う。このようなｐＨ
に調整することにより、加水分解により生成した脂肪酸
が親水性となって、嫌気性菌による資化が容易になり、
処理が効率化する。ｐＨの調整には水酸化ナトリウムな
どのアルカリ水溶液を使用することができる。

【００１８】その他の嫌気性処理の条件としては、ＣＯ
Ｄｃｒ負荷４〜４０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ³／ｄａｙ、温
度３０〜６５℃、滞留時間４時間〜６０日にするのが好
ましい。

【００１９】油脂含有排水中に含まれる油脂以外のＢＯ
Ｄ成分も嫌気性処理により分解される。他の成分として
窒素化合物、特にアンモニア性窒素が含まれていると、
排水の栄養バランスが良くなるので好ましい。

【００２０】本発明の方法では嫌気性処理を採用してい
るので、好気性処理する場合に比べて、発泡のおそれが
少ない。また好気性処理ではバルキングが生じやすいた
め、条件の調整が難しいが、嫌気性処理ではこのような
問題を生じることなく処理が可能である。このため安定
して処理することができる。

【００２１】また本発明では、嫌気性処理の前にリパー
ゼ処理して油脂を分解するため、従来法のように好気性
処理において油脂が浮上することはなく、さらに油脂が
微生物菌体、フロックもしくは生物膜などに付着して油
脂以外の基質もしくは栄養物などの浸透を悪化させるこ
ともない。このため、嫌気性処理は簡単な装置と操作に
より効率よく行うことができ、排水中に含まれる油脂は
高除去率で分解除去される。

【００２２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、油脂含有
排水をリパーゼにより処理して油脂を分解した後、嫌気
性処理するようにしたので、排水から油脂を分離するこ
となく、簡単な装置と操作により効率よく安定して油脂
を分解除去することができる。

【００２３】

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。 比較例１ 厨房排水（ＣＯＤｃｒ：９，２００ｍｇ／ｌ、ｎ−ヘキ
サン抽出物：１，４００ｍｇ／ｌ、ケルダール窒素：２
９０ｍｇ／ｌ）を細目スクリーンでＳＳを除去した後、
直接嫌気性処理した。嫌気性処理は直径１０ｃｍ、容量
７ literの装置を用いてＵＡＳＢ法により一相方式で行
った。ＣＯＤｃｒ負荷は１０ｋｇＣＯＤｃｒ／ｍ³／ｄ
ａｙ、滞留時間は３０時間とした。ペレットは食品産業
排水を処理している実装置のものを４ liter投入した。
その結果、運転開始から２０日間はＣＯＤｃｒ除去率７
０〜９０％で運転できたが、その後は上部ガス分離部に
徐々に泡が溜り始めた。１か月経過後にはペレットが浮
上した。これを引抜いてみたところ、油が多量に付着し
ていた。

【００２４】比較例２ 比較例１と同じ排水にリパーゼを１０，０００ユニット
／ｌ添加し、ｐＨをＮａＯＨで７．５に自動調整して一
晩撹拌した。この液を四倍希釈活性汚泥法により好気的
に連続処理した。滞留時間は１日、ＭＬＳＳは当初５，
０００ｍｇ／ｌとした。その結果、運転開始当初発泡が
激しく、消泡剤の添加が必要であった。また運転開始３
週目ごろより汚泥がバルキングを起こし、１か月経過後
にはＭＬＳＳが２，６００ｍｇ／ｌに低下した。

【００２５】実施例１ 比較例２と同様に、比較例１と同じ排水にリパーゼを１
０，０００ユニット／ｌ添加し、ｐＨをＮａＯＨで７．
５に自動調整して一晩撹拌した。この液を比較例１と同
様にして一相方式で嫌気性処理した。その結果、２か月
間ＣＯＤｃｒ除去率７５〜９０％、ｎ−ヘキサン抽出物
除去率９５〜９５％以上で安定して運転できた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油脂含有排水をリパーゼと接触させて、
   前記排水中の油脂を分解した後、嫌気性処理することを
   特徴とする油脂含有排水の処理方法。