WO2006035594A1 - 油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置 - Google Patents

油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置 Download PDF

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Shigeki Fujishima
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Kurita Water Industries Ltd.
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    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Definitions

  • the present invention relates to a biological treatment method and treatment apparatus for oil-containing wastewater.
  • Oil and fat in the wastewater is pre-treated with a pressure levitation device, etc., and removed in advance, and the separated liquid is treated with a microorganism treatment such as the activated sludge method to produce oil-containing sludge! There are things to do.
  • a large amount of flocculant is required to separate fats and oils from oil-containing wastewater using a pressurized flotation device.
  • oil-and-fat in the oil-containing sludge is adsorbed and removed by the adsorbent, and then the sludge is dehydrated and discarded. Since oil-containing sludge contains undecomposed organic matter, odor is generated from it. Incineration of dewatered sludge generates harmful substances.
  • a method is known in which a microorganism preparation is added to a conditioning tank or an aeration tank for treating oil-containing wastewater, and the oil and fat is decomposed in the aeration tank.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-246295 describes a method of anaerobic treatment after adding lipase to oil-containing wastewater to decompose the oil. Lipase hydrolyzes fats and oils into glycerin and higher fatty acids by lipase. Libase oxidizes the higher fatty acids produced to lower fatty acids by oxidation (8).
  • a yeast treatment method is known as a method using a microorganism capable of efficiently decomposing fats and oils. Unlike the treatment with a microbial preparation, the yeast treatment method only requires the introduction of yeast at the start-up, and does not require a fixed-quantity injection device or an oil-degrading bacterial culture tank.
  • the yeast treatment method can treat wastewater with high concentration. In the yeast treatment process, organic matter is decomposed and heat energy is generated, so there is little generation of excess sludge.
  • Methane fermentation that is, anaerobic digestion, is oil containing fat and oil-containing wastewater and oil containing oil-containing wastewater. It may be used for the treatment of fat-containing sludge (Japanese Patent Laid-Open No. 57-117380, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-321792).
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-321792 describes a method in which surplus sludge generated from a subsequent aerobic treatment tank is mixed with fat and oil-containing waste water, and the waste water is directly subjected to methane fermentation.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-317992 describes that in this treatment, the treatment performance is improved by adding lipase, introducing a microorganism-supporting carrier, and adding microorganisms to mitigate the inhibition of higher fatty acids. Yes.
  • High load operation can be performed by introducing a microbial carrier, but in this case, clogging due to undegraded oil or higher fatty acid salt is likely to occur and the carrier is likely to float.
  • the biological treatment method for fat-containing wastewater includes an oil-water separation step of obtaining oil-water separation sludge and a separated liquid by separating the oil-containing wastewater into oil-water, and a methane fermentation step of subjecting the oil-water separation sludge to methane fermentation treatment. And a biological treatment process for aerobic treatment and Z or high-load anaerobic treatment of the separated liquid. At least part of the excess sludge generated in the biological treatment process is introduced into the methane fermentation process.
  • the biological treatment method for oil-containing wastewater includes an oil-water separation step of separating oil-water containing wastewater into oil-water separation to obtain oil-water separation sludge and a separated liquid, and a methane fermentation step of subjecting the oil-water separation sludge to methane fermentation treatment. And a biological treatment process for aerobic treatment and Z or high-load anaerobic treatment of the separated liquid. At least a part of the digested sludge generated in the methane fermentation process and Z or surplus sludge generated in the biological treatment process is mixed with the oil-containing wastewater introduced into the oil / water separation process.
  • the biological treatment apparatus for fat-containing wastewater performs oil-water separation of the fat-containing wastewater.
  • Oil-water separation means for obtaining oil-water separation sludge and separation liquid
  • methane fermentation means for subjecting the oil-water separation sludge to methane fermentation
  • biological treatment means for subjecting the separation liquid to aerobic treatment and Z or high-load anaerobic treatment .
  • This apparatus includes a sludge transfer means for introducing at least a part of surplus sludge generated by the biological treatment means into the methane fermentation means.
  • the biological treatment apparatus for fat-containing wastewater comprises oil-water separation means for separating oil-containing wastewater into oil-water to obtain oil-water separation sludge and a separated liquid, and methane fermentation means for subjecting the oil-water separation sludge to methane fermentation treatment. And biological treatment means for aerobic treatment and Z or high-load anaerobic treatment of the separated liquid. This device is used for oil-containing wastewater introduced into oil-water separation means.
  • sludge mixing means for mixing at least part of the digested sludge generated by the methane fermentation means and Z or excess sludge generated by the biological treatment means.
  • the fat-containing wastewater is purified with high efficiency.
  • the energy from the organic components in the wastewater is efficiently recovered.
  • the methane fermentation treatment is stabilized, the treatment efficiency is improved, the methane fermentation tank is downsized, the separation efficiency of fats and oils from oil-containing wastewater is improved, and the amount of generated sludge is reduced. Sludge disposal costs will be reduced and land for treatment facilities will be reduced.
  • the biological treatment method of the fat-containing wastewater of the first aspect and the biological treatment device of the fat-containing wastewater of the third aspect it is subjected to surplus sludge catalyzed fermentation treatment generated by biological treatment of the oil-water separation liquid, Sludge is reduced.
  • surplus sludge for high-load anaerobic treatment is introduced, high-concentration methanogenic bacteria can be inoculated, stabilizing the methane fermentation treatment and improving efficiency.
  • digested sludge generated by methane fermentation and Z or excess sludge generated in the biological treatment process These sludge adsorbs fats and oils when mixed with fat-containing wastewater.
  • the amount of flocculant used in the flocculation process prior to oil-water separation is reduced. Overall excess sludge generation will also decrease.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an embodiment of a biological treatment method and a treatment apparatus for fat and oil-containing wastewater according to the present invention.
  • FIG. 2 is a system diagram showing another embodiment of the biological treatment method and treatment apparatus for fat and oil-containing wastewater of the present invention.
  • FIG. 3 is a system diagram showing another embodiment of the biological treatment method and treatment apparatus for fat and oil-containing wastewater of the present invention.
  • FIG. 4 is a system diagram showing another embodiment of the biological treatment method and treatment apparatus for oil-containing wastewater of the present invention.
  • FIGS. 1 to 4 are system diagrams showing an embodiment of the biological treatment method and treatment apparatus for fat and oil-containing wastewater of the present invention. 1 to 4, members having the same function are denoted by the same reference numerals.
  • raw water (oil-containing wastewater) is introduced into a raw water storage tank 1 through a pipe 21 and introduced into a coagulation reaction tank 2 through a pipe 22 together with a desorption liquid of a sludge dehydrator 9 described later.
  • the flocculation reaction tank 2 the polymer flocculant and the inorganic flocculant are added from the pipe 23, and the raw water is flocculated.
  • the agglomerated treated water is introduced into the oil / water separation tank (pressurized flotation tank) 3 through the pipe 24 and floated and separated into the pressurized flotation sludge (oil-containing sludge) and the pressurized flotation treated water.
  • Pressurized levitated water is introduced into the acid generation tank 4 from the pipe 25 and subjected to acid fermentation treatment, and then introduced into the high-load anaerobic treatment tank 5 from the pipe 26 and subjected to high-load anaerobic treatment.
  • UAS B Upflow Anaerobic Sludge Blanket
  • anaerobic fluidized bed method is effective.
  • the noise gas generated in the high-load anaerobic treatment tank 5 is desulfurized in the desulfurization tower 10 from the pipe 27, and then passes through the pipe 28, the gas holder 11 and the pipe 29, and is used for energy generation processes such as gas power generation and boilers. To be sent to.
  • the treated water in the high-load anaerobic treatment tank 5 is introduced into the aerobic treatment tank 6 from the pipe 32 and subjected to aerobic treatment, and then introduced into the sedimentation tank 7 through the pipe 33 and separated into solid and liquid.
  • the separated water in the sedimentation basin 7 is discharged out of the system as treated water from the pipe 34.
  • Part of the separated sludge Is returned to the aerobic treatment tank 6 through the pipes 35 and 35A, and the remainder is supplied to the methane fermentation tank 8 through the pipes 35, 35B and 31.
  • the pressurized levitation sludge in the pressurized levitation tank 3 is fed to the methane fermentation tank 8 through the pipe 36, and is subjected to methane fermentation treatment together with surplus sludge from the biological treatment in the pipe 31.
  • the biogas generated in the methane fermentation in the methane fermentation tank 8 is desulfurized in the desulfurization tower 10 from the pipe 37 in the same manner as the biogas from the high load anaerobic treatment tank 5, and then the gas holder 11 and the pipe 29 After that, it is sent to the energy utilization process.
  • Digested sludge from the methane fermentation tank 8 is sent to the sludge dewatering machine (or sludge concentrator) 9 through the pipe 38 for dehydration, and the dehydrated cake is discharged out of the system through the pipe 39 for landfill or incineration. The final disposal.
  • the desorbed liquid from the dehydrator 9 is returned to the raw water storage tank 1 through the pipe 40 and processed together with the raw water.
  • surplus aerobic sludge from pipe 35B and surplus anaerobic sludge from pipe 30 are fed to agglomeration reactor 2 instead of methane fermenter 8, and surplus digestion from methane fermenter 8 Unlike the treatment shown in Fig. 1, the sludge is extracted and fed to the coagulation reaction tank 2 from the pipe 41, and only the polymer coagulant is added to the coagulation reaction tank 2 and no inorganic coagulant is added. A similar process is performed.
  • the digested sludge from the methane fermentation tank 8 is not sent to the flocculation reaction tank 2, but the concentrated sludge from the sludge dehydrator 9 is returned to the methane fermentation tank 8 through the pipe 42. Unlike the processing shown in, the same processing is performed for the others. [0028] In the process of Fig. 3, the digested sludge extracted from the methane fermentation tank 8 is dehydrated or concentrated by a sludge dewatering machine (or sludge concentrator) 9, and a part or all of the dehydrated sludge or concentrated sludge is removed from the methane fermentation tank.
  • a sludge dewatering machine or sludge concentrator
  • the methane fermentation tank 8 can be downsized by the high-load operation of the methane fermentation tank 8.
  • the operating conditions of the methane fermentation tank 8 are as follows: the sludge concentration in the tank is 20000mgZL or more, preferably 20000-100,000mgZL, SRT is 15 days or more, preferably 15-40 days, HRT is 20 days or less Preferably, it can be 3 to 20 days.
  • an acid generation tank 4 is provided in the preceding stage of the flocculation reaction tank 2, and the surplus anaerobic sludge from the pipe 35B and the surplus anaerobic sludge from the pipe 30 are not in the flocculation reaction tank 2 but in this acid generation tank.
  • the raw water storage tank 1 is fed into the acid generation tank 4 from the pipe 22A and acid-fermented and then introduced into the coagulation reaction tank 2 through the pipe 22B.
  • Other processes are the same.
  • the methane fermentation tank 8 can be downsized by high-load operation of the methane fermentation tank 8 by returning the concentrated return sludge as in FIG.
  • acid generation acid fermentation
  • pressurized flotation sludge is also subjected to acid fermentation in advance, it is possible to stabilize the treatment in the methane fermentation tank and improve the decomposition efficiency of organic matter.
  • the treatment shown in Figs. 1 to 4 is an example of an embodiment of the biological treatment method and treatment apparatus for fat and oil-containing wastewater of the present invention.
  • the present invention is not limited to the illustrated treatment unless it exceeds the gist. It is not limited.
  • the oil / water separation tank 3 is not limited to a pressurized flotation tank, and may be a precipitation tank if possible.
  • Biological treatment of pressurized flotation treatment water is not limited to the combined use of aerobic treatment and high-load anaerobic treatment, but only one of them can be used! In FIG.
  • a part of the dewatered cake from the sludge dewatering machine 9 may be returned to the agglomeration reaction tank 2 together with the surplus digested sludge in the methane fermentation tank 8 or instead of the surplus digested sludge.
  • a part of the concentrated return sludge from the sludge dehydrator 9 may be fed to the flocculation reaction tank 2, and all of the concentrated return sludge is not the methane fermentation tank 8, but the flocculation reaction tank. It may be returned to 2. Even in this case, as a result, the sludge concentration in the methane fermentation tank 8 can be increased and high-load operation can be performed.
  • the concentrated return sludge from the sludge dehydrator 9 can be partially fed to the acid generation tank 4 and all of the concentrated return sludge can be sent to the acid generation tank 4 instead of the methane fermentation tank 8.
  • V can be returned.
  • High load operation can be performed by increasing the sludge concentration in the methane fermentation tank 8.
  • Fig. 2 The method shown in Fig. 2 was used to treat the following water quality food factory effluent (flow rate 430m 3 Zd) as raw water.
  • This oil-containing wastewater has a relatively low oil concentration, and the composition ratio of sludge produced by the conventional method (combined use of the pressurized flotation method and the activated sludge method) shown in Comparative Example 1 described later is 3: 4 Pressure levitation scum: surplus sludge).
  • Acid generation tank volume 110m 3
  • High load anaerobic treatment tank volume 210m 3
  • Aerobic treatment tank volume 150m 3
  • Methane fermenter volume 45m 3
  • the amount of methane generated was 526 m 3 / d
  • the moisture content of the dehydrated cake was 85%
  • the amount generated was 0.73 tonZd, which was 84% lower than that of Comparative Example 1 described later. It was possible.
  • Raw water similar to that treated in Example 1 was treated by the pressurized flotation method and the activated sludge method (activated sludge tank volume: 1010 m 3 ). That is, the raw water was subjected to pressure levitation treatment, the pressure levitation sludge was discharged, and the pressure levitation treatment water was subjected to activated sludge treatment.
  • the generated sludge amount was 4.67 ton Zd.
  • This oil-containing wastewater has a relatively high oil concentration, and the composition ratio of sludge produced by the conventional method (pressurized flotation method + activated sludge method) shown in Comparative Example 2 described later is 4: 1 (pressurized flotation scum) : Excess sludge).
  • Such wastewater with high oil concentration has the BOD of pressurized flotation treated water very low in the treatment shown in Fig. 2. Therefore, the method shown in Fig. 4 is used.
  • Aerobic treatment tank volume 88m 3
  • Methane fermenter volume 67m 3
  • the amount of methane generated was 535m 3 / d, and the moisture content of the dehydrated cake was 85%.
  • the raw amount was 0.89 ton Zd, and it was possible to reduce the amount by 83% compared to Comparative Example 2 described later.
  • Raw water similar to that treated in Example 2 was treated by the pressurized flotation method and the activated sludge method (activated sludge tank volume: 430 m 3 ). That is, the raw water was subjected to pressure levitation treatment, the pressure levitation sludge was discharged, and the pressure levitation treatment water was subjected to activated sludge treatment.

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Abstract

 油脂含有排水を高効率で浄化すると共に排水中の有機成分からエネルギーを効率的に回収し、かつメタン発酵処理の安定化、処理効率の向上、メタン発酵槽の小型化、油脂含有排水からの油脂の分離効率の向上、発生汚泥量の減量化等を図る。油脂含有排水を凝集反応槽2で凝集処理した後油水分離槽(加圧浮上槽)3で加圧浮上処理し、加圧浮上処理水を酸生成槽4、高負荷嫌気性処理槽5及び好気性処理槽6で生物処理した後沈殿池7で固液分離する。加圧浮上汚泥はメタン発酵槽8でメタン発酵処理した後汚泥脱水機9で脱水処理する。生物処理工程の余剰嫌気性汚泥及び/又は余剰好気性汚泥はメタン発酵槽8に導入する。或いは、生物処理工程の余剰嫌気性汚泥、余剰好気性汚泥及びメタン発酵槽8の余剰消化汚泥を凝集反応槽2に導入する。

Description

明 細 書
油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置
発明の分野
[0001] 本発明は、油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置に関するものである。
発明の背景
[0002] 食品工場排水のように、油脂を多く含む排水を生物処理する場合、油脂が汚泥微 生物に付着することがある。
排水中の油脂を加圧浮上装置等で前処理して予め除去し、油脂を分離した後の 分離液を活性汚泥法等の微生物処理で処理し、油脂含有汚泥につ!、ては別途処理 することがある。
油脂含有排水から加圧浮上装置等で油脂を分離する際には、多量の凝集剤を必 要とする。
分離された油脂含有汚泥はクリーム状で取り扱い性が悪ぐこのため、この油脂含 有汚泥中の油脂を吸着剤に吸着させて除去した後、汚泥を脱水し廃棄する。油脂含 有汚泥は、未分解の有機物を含むため、それから臭気が発生する。脱水された汚泥 を焼却すると有害物質が発生する。
[0003] 油脂含有排水を処理するための調整槽又は曝気槽に微生物製剤が添加され、油 脂を曝気槽にて分解する方法が公知である。特開平 6— 246295号公報には、油脂 含有排水にリパーゼを添加して油脂を分解した後嫌気性処理する方法が記載されて いる。リパーゼは、油脂をリパーゼによりグリセリンと高級脂肪酸に加水分解する。リバ ーゼは、生成した高級脂肪酸を、)8酸化により、低級脂肪酸化に酸化する。
[0004] 効率的な油脂分解が可能な微生物を利用する方法として、酵母処理法が知られて いる。酵母処理法は微生物製剤による処理と異なり、立ち上げ時に酵母を投入する だけで、製剤の定量注入装置や油脂分解細菌培養槽を必要としない。酵母処理法 では高濃度の排水を処理することが可能である。酵母処理工程で、有機物が分解さ れて熱エネルギーが発生するため、余剰汚泥の発生が少な 、。
[0005] メタン発酵、即ち、嫌気性消化は、油脂含有排水や、油脂含有排水力も分離した油 脂含有汚泥の処理に用いられることがある(特開昭 57— 117380号公報、特開 200 1— 321792号公報)。特開 2001— 321792号公報には、後段の好気処理槽から 発生する余剰汚泥を油脂含有排水と混合させ、その排水をそのままメタン発酵する 方法が記載されている。特開 2001— 321792号公報には、この処理において、リパ ーゼの添加や微生物保持担体の導入、高級脂肪酸の阻害緩和のための微生物体 添カ卩により処理性能が向上することが記載されている。
[0006] この特開 2001— 321792号公報記載の方法により、油脂含有排水中の有機物か らのエネルギー回収は可能になる力 以下のような問題点がある。
(0 メタン発酵槽に投入する基質が加圧浮上汚泥のように濃縮されたものではな ヽた め、高負荷運転を行えない(通常、 3kg— CODZm3Zd以下)。
(ii) 排水処理も同時に行うのでメタン発酵槽の必要容量が大きくなる。
(iii) 微生物担体導入により高負荷運転が行えるが、この場合、未分解の油や高級脂 肪酸塩による目詰まり、担体の浮上が起こりやすい。
(iv) 特に、油分解の遅い中温メタン発酵では上記のような問題が起こりやすいため、 メタン発酵の温度域が高温 (45〜75°C)に限られる。
発明の概要
[0007] 第 1アスペクトの油脂含有排水の生物処理方法は、油脂含有排水を油水分離して 油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離工程と、該油水分離汚泥をメタン発酵処理 するメタン発酵工程と、該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する 生物処理工程とを備える。生物処理工程で発生する余剰汚泥の少なくとも一部が前 記メタン発酵工程に導入される。
[0008] 第 2アスペクトの油脂含有排水の生物処理方法は、油脂含有排水を油水分離して 油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離工程と、該油水分離汚泥をメタン発酵処理 するメタン発酵工程と、該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する 生物処理工程とを備える。油水分離工程に導入される油脂含有排水に、前記メタン 発酵工程で発生する消化汚泥及び Z又は前記生物処理工程で発生する余剰汚泥 の少なくとも一部が混合される。
[0009] 第 3アスペクトの油脂含有排水の生物処理装置は、油脂含有排水を油水分離して 油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離手段と、該油水分離汚泥をメタン発酵処理 するメタン発酵手段と、該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する 生物処理手段とを備える。この装置は、生物処理手段で発生する余剰汚泥の少なく とも一部を前記メタン発酵手段に導入する汚泥移送手段を備える。
[0010] 第 4アスペクトの油脂含有排水の生物処理装置は、油脂含有排水を油水分離して 油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離手段と、該油水分離汚泥をメタン発酵処理 するメタン発酵手段と、該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する 生物処理手段とを備える。この装置は、油水分離手段に導入される油脂含有排水に
、前記メタン発酵手段で発生する消化汚泥及び Z又は前記生物処理手段で発生す る余剰汚泥の少なくとも一部を混合する汚泥混合手段を有する。
[0011] 本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置によれば、油脂含有排水が 高効率で浄化される。排水中の有機成分カゝらエネルギーが効率的に回収される。メ タン発酵処理が安定化し、処理効率が向上し、メタン発酵槽が小型化し、油脂含有 排水からの油脂の分離効率が向上し、発生汚泥量が減少する。汚泥処分費が低減 し、処理設備用地が縮小される。
[0012] 第 1アスペクトの油脂含有排水の生物処理方法及び第 3アスペクトの油脂含有排水 の生物処理装置によれば、油水分離液の生物処理で発生する余剰汚泥カ タン発 酵処理に供され、汚泥が減少する。高負荷嫌気性処理の余剰汚泥が導入された場 合には、高濃度のメタン生成細菌を接種することができ、メタン発酵処理が安定化し 、効率が向上する。
[0013] 第 2アスペクトの油脂含有排水の生物処理方法及び第 4アスペクトの油脂含有排水 の生物処理装置によれば、メタン発酵で発生する消化汚泥及び Z又は生物処理ェ 程で発生する余剰汚泥が油脂含有排水に混合され、これらの汚泥が油脂を吸着す る。油水分離に先立つ凝集処理における凝集剤使用量が減少する。全体の余剰汚 泥発生量も減少する。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置の実施の形態を示す系 統図である。 [図 2]本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置の他の実施の形態を示 す系統図である。
[図 3]本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置の別の実施の形態を示 す系統図である。
[図 4]本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置の別の実施の形態を示 す系統図である。
発明の好ましレ、形態の詳細な説明
[0015] 以下に図面を参照して本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置の 好ましい形態を説明する。
[0016] 図 1〜4は本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置の実施の形態を 示す系統図である。図 1〜4において、同一機能を奏する部材には同一符号を付し てある。
[0017] 図 1において、原水 (油脂含有排水)は、配管 21より原水貯留槽 1に導入され、後 述の汚泥脱水機 9の脱離液と共に配管 22より凝集反応槽 2に導入される。凝集反応 槽 2では、配管 23より高分子凝集剤と無機凝集剤が添加され、原水が凝集処理され る。凝集処理水は、配管 24より油水分離槽 (加圧浮上槽) 3に導入され、加圧浮上汚 泥 (油脂含有汚泥)と加圧浮上処理水とに浮上分離される。加圧浮上処理水は配管 25より酸生成槽 4に導入されて酸発酵処理された後、配管 26より高負荷嫌気性処理 槽 5に導入され、高負荷嫌気性処理される。この高負荷嫌気性処理法としては UAS B (Upflow Anaerobic Sludge Blanket)法や嫌気性流動床法などが有効である。
[0018] この高負荷嫌気性処理槽 5で発生するノィォガスは配管 27より脱硫塔 10で脱硫 処理された後、配管 28、ガスホルダー 11及び配管 29を経て、ガス発電、ボイラ等の エネルギー利用工程へ送給される。
[0019] 高負荷嫌気性処理槽 5で発生する余剰汚泥は、配管 30, 31を経てメタン発酵槽 8 に送給される。
[0020] 高負荷嫌気性処理槽 5の処理水は配管 32より好気性処理槽 6に導入されて好気 性処理された後、配管 33より沈殿池 7に導入されて固液分離される。
[0021] 沈殿池 7の分離水は配管 34より処理水として系外へ排出される。分離汚泥の一部 は配管 35, 35Aより好気性処理槽 6に返送され、残部は配管 35, 35B, 31よりメタン 発酵槽 8に送給される。
[0022] 加圧浮上槽 3の加圧浮上汚泥は、配管 36よりメタン発酵槽 8に送給され、配管 31 力 の生物処理の余剰汚泥と共にメタン発酵処理される。メタン発酵槽 8でのメタン発 酵で発生するバイオガスは、高負荷嫌気性処理槽 5からのバイオガスと同様に、配管 37より脱硫塔 10で脱硫処理された後、ガスホルダー 11及び配管 29を経てエネルギ 一利用工程へ送給される。
[0023] メタン発酵槽 8の消化汚泥は配管 38より汚泥脱水機 (又は汚泥濃縮機) 9へ送給さ れて脱水処理され、脱水ケーキは配管 39より系外へ排出され、埋立又は焼却などで 最終処分される。脱水機 9の脱離液は配管 40より原水貯留槽 1に返送され、原水と 共に処理される。
[0024] 図 1の処理では、加圧浮上処理水の生物処理により生じた余剰汚泥をメタン発酵 槽 8に導入することにより、メタン発酵の安定化、汚泥の減量ィ匕を図ることができる。 加圧浮上処理水の処理に高負荷嫌気性消化を用いた場合、余剰嫌気性汚泥をメタ ン発酵槽 8に投入することで、高濃度のメタン生成細菌を接種することとなり、メタン発 酵槽 8におけるメタン発酵の安定化、高効率ィ匕を図ることができる。
[0025] 図 2においては、配管 35Bからの余剰好気性汚泥及び配管 30からの余剰嫌気性 汚泥をメタン発酵槽 8ではなく凝集反応槽 2に送給し、また、メタン発酵槽 8から余剰 消化汚泥を引き抜き、配管 41より凝集反応槽 2に送給し、凝集反応槽 2には高分子 凝集剤のみを添加し、無機凝集剤を添加しない点が、図 1に示す処理と異なり、その 他は同様の処理が行われる。
[0026] この図 2の処理では、凝集反応槽 2で生物処理の余剰汚泥とメタン発酵槽 8からの 余剰消化汚泥を原水に混合することにより、原水中の油分を生物汚泥に吸着させる ことができる。即ち、この生物汚泥が油脂吸着剤として機能するため、無機凝集剤の 必要添加量は大幅に減少するか、無機凝集無添加での浮上分離が可能となる。
[0027] 図 3においては、メタン発酵槽 8からの消化汚泥を凝集反応槽 2に送給せず、汚泥 脱水機 9の濃縮汚泥を配管 42よりメタン発酵槽 8に返送する点が、図 2に示す処理と 異なり、その他は同様の処理が行われる。 [0028] この図 3の処理では、メタン発酵槽 8から引き抜いた消化汚泥を汚泥脱水機 (又は 汚泥濃縮機) 9で脱水又は濃縮後、脱水汚泥又は濃縮汚泥の一部又は全部をメタン 発酵槽 8に返送して、メタン発酵槽 8内の汚泥濃度を高め、同時に SRTを長くするこ とができる。これにより、メタン発酵槽 8の高負荷運転によるメタン発酵槽 8の小型化が 可能となる。脱水又は濃縮汚泥を返送することにより、メタン発酵槽 8の運転条件を、 槽内汚泥濃度 20000mgZL以上、好ましくは 20000〜100000mgZL、 SRTを 15 日以上、好ましくは 15〜40日、 HRTを 20日以下、好ましくは 3〜20日とすることが できる。
[0029] 図 4においては、酸生成槽 4を凝集反応槽 2の前段に設け、配管 35Bからの余剰好 気性汚泥及び配管 30からの余剰嫌気性汚泥を凝集反応槽 2ではなくこの酸生成槽 4に送給し、原水貯留槽 1の水を配管 22Aから酸生成槽 4に導入して酸発酵処理し た後配管 22Bより凝集反応槽 2に導入する点が、図 3に示す処理と異なり、その他は 同様の処理が行われる。
[0030] この図 4の処理では、濃縮返送汚泥の返送により、図 3と同様にメタン発酵槽 8の高 負荷運転によるメタン発酵槽 8の小型化が可能である。浮上分離に先立ち酸生成( 酸発酵)を行うことにより、原水中の油脂や原水由来の SSの一部を可溶化、有機酸 化でき、その後の加圧浮上処理水の溶解性 COD濃度を上げることができる。加圧浮 上汚泥も事前に酸発酵を受けることになるので、メタン発酵槽での処理の安定化、有 機物分解効率の向上を図ることができる。
[0031] 油脂を多く含む原水を浮上分離すると、有機成分の大部分が加圧浮上汚泥中に 移行するため、加圧浮上処理水の処理に高負荷嫌気性処理を適用し難くなる。図 4 では、浮上分離に先立ち酸発酵を行うことにより、この問題を解決し、高負荷嫌気性 処理の適用を可能とする。酸生成は油水分離槽 (加圧浮上槽) 3内で行っても良い。
[0032] 図 1〜4に示す処理は、本発明の油脂含有排水の生物処理方法及び処理装置の 実施の形態の一例であって、本発明はその要旨を超えない限り、何ら図示の処理に 限定されるものではない。例えば、油水分離槽 3は加圧浮上槽に限らず、可能であ れば沈殿槽であっても良い。加圧浮上処理水の生物処理は、好気性処理と高負荷 嫌気性処理との併用に限らず、 、ずれか一方の処理のみでも良!、。 [0033] 図 2において、メタン発酵の消化汚泥のみを凝集反応槽 2に返送し、加圧浮上処理 水の生物処理の余剰汚泥はメタン発酵槽 8に導入するようにしても良い。この生物処 理の余剰汚泥のうち、沈殿池 7からの余剰好気性汚泥を凝集反応槽 2に返送し、高 負荷嫌気性処理槽 5からの余剰嫌気性汚泥はメタン発酵槽 8に導入しても良ぐこれ により前述の如ぐメタン発酵槽 8のメタン生成菌の高濃度化を図ることができる。メタ ン発酵槽 8の余剰消化汚泥と共に或 、は余剰消化汚泥の代りに、汚泥脱水機 9から の脱水ケーキの一部を凝集反応槽 2に返送するようにしても良 、。
[0034] 図 3において、汚泥脱水機 9からの濃縮返送汚泥はその一部を凝集反応槽 2に送 給しても良ぐまた、濃縮返送汚泥の全部をメタン発酵槽 8ではなく凝集反応槽 2に返 送しても良い。この場合であっても、結果的にメタン発酵槽 8の汚泥濃度を高めて高 負荷運転を行うことができる。
[0035] 図 4において、汚泥脱水機 9からの濃縮返送汚泥はその一部を酸生成槽 4に送給 しても良ぐ濃縮返送汚泥の全部をメタン発酵槽 8ではなく酸生成槽 4に返送しても良 V、。メタン発酵槽 8の汚泥濃度を高めて高負荷運転を行うことができる。
実施例
[0036] 以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
[0037] 実施例 1
図 2に示す方法で下記水質の食品工場排水(流量 430m3Zd)を原水として処理を 行った。
[原水水質]
Figure imgf000009_0001
n へキサン抽出物: 170mgZL
[0038] この油脂含有排水は油濃度が比較的低ぐ後述の比較例 1で示す従来法 (加圧浮 上法と活性汚泥法との併用)で生成する汚泥の構成比が 3: 4 (加圧浮上スカム:余剰 汚泥)程度の水質のものである。
[0039] 各槽の仕様、処理条件は次の通りである。
酸生成槽容積: 110m3 高負荷嫌気性処理槽容積: 210m3
好気性処理槽容積: 150m3
メタン発酵槽容積: 45m3
[0040] その結果、メタン発生量は 526m3/dで、脱水ケーキの含水率は 85%で、その発 生量は 0. 73tonZdであり、後述の比較例 1に対して 84%の減量が可能であった。
[0041] 比較例 1
実施例 1で処理したものと同様の原水を、加圧浮上法と活性汚泥法 (活性汚泥槽 容積: 1010m3)で処理した。即ち、原水を加圧浮上処理し、加圧浮上汚泥を排出す ると共に加圧浮上処理水を活性汚泥処理した。
[0042] その結果、発生汚泥量は 4. 67tonZdであった。
[0043] 実施例 2
図 4に示す方法で下記水質の食品工場排水(流量 352m3Zd)を原水として処理を 行った。
[原水水質]
Figure imgf000010_0001
n キサン抽出物: 959mgZL
[0044] この油脂含有排水は油濃度が比較的高ぐ後述の比較例 2で示す従来法 (加圧浮 上法 +活性汚泥法)で生成する汚泥の構成比が 4: 1 (加圧浮上スカム:余剰汚泥)程 度の水質のものである。このような油濃度の高い排水は、図 2に示す処理では、加圧 浮上処理水の BODが非常に低くなつてしまうため、酸発酵後、加圧浮上処理する図 4の方式を採用した。
[0045] 各槽の仕様、処理条件は次の通りである。
酸生成槽容積: 88m3
高負荷嫌気性処理槽容積: 130m3
好気性処理槽容積: 88m3
メタン発酵槽容積: 67m3
[0046] その結果、メタン発生量は 535m3/dで、脱水ケーキの含水率は 85%で、その発 生量は 0. 89tonZdであり、後述の比較例 2に対して 83%の減量が可能であった。
[0047] 比較例 2
実施例 2で処理したものと同様の原水を、加圧浮上法と活性汚泥法 (活性汚泥槽 容積 :430m3)で処理した。即ち、原水を加圧浮上処理し、加圧浮上汚泥を排出する と共に加圧浮上処理水を活性汚泥処理した。
[0048] その結果、発生汚泥量は 5. 4tonZdであった。
[0049] 実施例 3
実施例 1で処理したものと同様の原水を、図 3に示す方法で処理した。このとき、加 圧浮上汚泥(28m3Zd)の糸且成は下記の通りであった。
[加圧浮上汚泥の組成]
全 COD: 55000mgZL
原水由来 SS: 12000mg/L
n へキサン抽出物: 11400mgZL
余剰汚泥: 6600mgZL
[0050] このときのメタン発酵槽の HRT, SRT,槽内 SS濃度、 COD容積負荷と、必要とさ れるメタン発酵槽容積を調べ、汚泥脱水機からメタン発酵槽への濃縮汚泥の返送を 行わない場合と対比して、結果を表 1に示した。
[0051] [表 1]
メ 濃縮汚泥の返送の有無 有り 無し
ン HRT (曰) 3.6 1 5
SRT (曰) 1 5 15 槽
理 槽内 SS濃度 (mg/L) 40000 10500 条
COD容積負荷 (kg/m3/d) 1 5 3.6 メタン発酵槽容積 (m3) 1 10 420
この処理において SRTはいずれも 15日に設定したので、油脂除去率は 80%、原 水由来の SS除去率は 70%、余剰汚泥分解率は 30%だった。濃縮汚泥の返送を行 つた No. 1の系では、メタン発酵槽内に余剰汚泥の難分解性成分が蓄積し、これ〖こ 嫌気性細菌が吸着することで、濃縮を容易に行うことができた。急激な負荷変動にお V、ても、メタン発酵槽内に菌体が高濃度で維持されて 、たため安定した処理が維持 された。濃縮汚泥の返送を行った No. 1では、返送を行わない No. 2に比べて、メタ ン発酵槽の高負荷運転で、メタン発酵槽容積を約 1Z4に大幅に小型化することがで

Claims

請求の範囲
[1] 油脂含有排水を油水分離して油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離工程と、 該油水分離汚泥をメタン発酵処理するメタン発酵工程と、
該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する生物処理工程とを備え る油脂含有排水の生物処理方法にぉ 、て、
前記生物処理工程で発生する余剰汚泥の少なくとも一部を前記メタン発酵工程に 導入することを特徴とする油脂含有排水の生物処理方法。
[2] 請求項 1において、前記油水分離工程に導入される油脂含有排水に、前記メタン 発酵工程で発生する消化汚泥及び z又は前記生物処理工程で発生する余剰汚泥 の少なくとも一部を混合することを特徴とする油脂含有排水の生物処理方法。
[3] 請求項 1にお!ヽて、前記メタン発酵工程の運転条件を槽内汚泥濃度 20000mgZ L以上、 SRT15日以上、 HRT20日以下とすることを特徴とする油脂含有排水の生 物処理方法。
[4] 請求項 2にお ヽて、前記生物処理工程が高負荷嫌気性処理工程を含む方法であ つて、前記油脂含有排水を酸発酵処理する酸発酵工程を有し、該酸発酵工程の処 理水が前記油水分離工程に導入されることを特徴とする油脂含有排水の生物処理 方法。
[5] 油脂含有排水を油水分離して油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離工程と、 該油水分離汚泥をメタン発酵処理するメタン発酵工程と、
該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する生物処理工程とを備え る油脂含有排水の生物処理方法にぉ 、て、
前記油水分離工程に導入される油脂含有排水に、前記メタン発酵工程で発生する 消化汚泥及び Z又は前記生物処理工程で発生する余剰汚泥の少なくとも一部を混 合することを特徴とする油脂含有排水の生物処理方法。
[6] 請求項 5において、前記メタン発酵工程の運転条件を槽内汚泥濃度 20000mgZ L以上、 SRT15日以上、 HRT20日以下とすることを特徴とする油脂含有排水の生 物処理方法。
[7] 請求項 5において、前記生物処理工程が高負荷嫌気性処理工程を含む方法であ つて、前記油脂含有排水を酸発酵処理する酸発酵工程を有し、該酸発酵工程の処 理水が前記油水分離工程に導入されることを特徴とする油脂含有排水の生物処理 方法。
[8] 油脂含有排水を油水分離して油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離手段と、 該油水分離汚泥をメタン発酵処理するメタン発酵手段と、
該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する生物処理手段とを備え る油脂含有排水の生物処理装置において、
前記生物処理手段で発生する余剰汚泥の少なくとも一部を前記メタン発酵手段に 導入する汚泥移送手段を備えることを特徴とする油脂含有排水の生物処理装置。
[9] 請求項 8において、前記油水分離手段に導入される油脂含有排水に、前記メタン 発酵手段で発生する消化汚泥及び Z又は前記生物処理手段で発生する余剰汚泥 の少なくとも一部を混合する汚泥混合手段を有することを特徴とする油脂含有排水 の生物処理装置。
[10] 請求項 9において、前記メタン発酵手段の運転条件を槽内汚泥濃度 20000mgZ L以上、 SRT15日以上、 HRT20日以下とすることを特徴とする油脂含有排水の生 物処理装置。
[11] 請求項 9において、前記生物処理手段が高負荷嫌気性処理手段を含む装置であ つて、前記油脂含有排水を酸発酵処理する酸発酵手段を有し、該酸発酵手段の処 理水が前記油水分離手段に導入されることを特徴とする油脂含有排水の生物処理 装置。
[12] 油脂含有排水を油水分離して油水分離汚泥と分離液とを得る油水分離手段と、 該油水分離汚泥をメタン発酵処理するメタン発酵手段と、
該分離液を好気性処理及び Z又は高負荷嫌気性処理する生物処理手段とを備え る油脂含有排水の生物処理装置において、
前記油水分離手段に導入される油脂含有排水に、前記メタン発酵手段で発生する 消化汚泥及び Z又は前記生物処理手段で発生する余剰汚泥の少なくとも一部を混 合する汚泥混合手段を有することを特徴とする油脂含有排水の生物処理装置。
[13] 請求項 12において、前記メタン発酵手段の運転条件を槽内汚泥濃度 20000mg ZL以上、 SRT15日以上、 HRT20日以下とすることを特徴とする油脂含有排水の 生物処理装置。
請求項 12において、前記生物処理手段が高負荷嫌気性処理手段を含む装置で あって、前記油脂含有排水を酸発酵処理する酸発酵手段を有し、該酸発酵手段の 処理水が前記油水分離手段に導入されることを特徴とする油脂含有排水の生物処 理装置。
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