厨房廃水の処理装置
【課題】槽内における曝気による油分の下降により、油分が分解される前に下水道に放流されてしまうことを抑制できる厨房廃水の処理装置を提供する。
【解決手段】厨房廃水の発生源１０から厨房廃水導入流路２０を介して厨房廃水が流入する浄化槽３０と、浄化槽３０内を上流から下流にかけて、厨房廃水が流入する第１の領域３６と、厨房廃水に含まれる油分を分離させて分解する第２の領域３７と、処理された浄化水が流入する第３の領域３８とに分ける２枚の堰板３２ａ、３２ｂと、第２の領域３７の表層部に配置され、油分を分解する微生物が担持された微生物担持体３５が充填される容器３３と、容器３３内に配置される曝気装置３４と、を備える。容器３３の上部は油分が通過可能な孔を有する有孔壁で構成されるとともに、下部は油分、微生物及び微生物担持体が通過しない無孔壁で構成される。そして、容器３３は有孔壁が厨房廃水の水面を横切るように配置される。
【解決手段】厨房廃水の発生源１０から厨房廃水導入流路２０を介して厨房廃水が流入する浄化槽３０と、浄化槽３０内を上流から下流にかけて、厨房廃水が流入する第１の領域３６と、厨房廃水に含まれる油分を分離させて分解する第２の領域３７と、処理された浄化水が流入する第３の領域３８とに分ける２枚の堰板３２ａ、３２ｂと、第２の領域３７の表層部に配置され、油分を分解する微生物が担持された微生物担持体３５が充填される容器３３と、容器３３内に配置される曝気装置３４と、を備える。容器３３の上部は油分が通過可能な孔を有する有孔壁で構成されるとともに、下部は油分、微生物及び微生物担持体が通過しない無孔壁で構成される。そして、容器３３は有孔壁が厨房廃水の水面を横切るように配置される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、厨房廃水の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レストラン等の飲食店舗から排出される厨房廃水には油分が含まれており、環境悪化を抑えるため、厨房廃水を浄化してから下水道に放流する必要がある。このため、厨房内或いは厨房の外に、厨房廃水を浄化処理する所謂グリストラップが設置されている。
【０００３】
一般的なグリストラップでは、油分を含む廃水を油分離槽に導き、廃水から比重の小さい油分を浮き上がらせて分離する。そして、油分離槽の水面に溜まった油分を定期的に回収して廃棄処理している。
【０００４】
更に、分離した油分をグリストラップ内で分解する装置についても種々開発されている。例えば、特許文献１では、グリストラップの上部位置に微生物フィルターを配置し、この微生物フィルター内で油分を分解している。微生物フィルターには、微生物を担持させた微生物担持体と曝気のためのエアレーションパイプが設置されており、微生物フィルター内を好気性雰囲気下に維持することで、微生物による油分の分解を促している。この微生物フィルターは上面が開口し、底に孔が形成された筺体であり、上部開口部から廃水を流入させ、底面の孔から処理した水を排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている厨房廃水の処理装置では、微生物フィルターの上部開口部から廃水を流入させ、底面の孔から処理した水を排出している。この水の流れに伴って、油分も微生物フィルターから排出されるおそれがある。また、微生物フィルター内での油分の滞留時間を確保できず、油分の分解が不十分なまま処理した水が下水道に放流されてしまうおそれがある。
【０００７】
また、微生物担持体から微生物が徐々に分離していくが、微生物は水中に沈むものゆえ、微生物フィルター底面の孔から流出してしまう。このため、微生物フィルター中の微生物量が減少し、効率的な油分の分解ができないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、厨房廃水から分離した油分の滞留時間を確保でき、且つ、油分を分解する微生物や酵素が流れ出ないようにして、効率的に厨房廃水中の油分を分解することができる厨房廃水の処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る厨房廃水の処理装置は、
厨房廃水の発生源から厨房廃水導入流路を介して厨房廃水が流入する浄化槽と、
前記浄化槽内を上流から下流にかけて、前記厨房廃水が流入する第１の領域と、前記厨房廃水に含まれる油分を分離させて分解する第２の領域と、処理された浄化水が流入する第３の領域とに分ける２枚の堰板と、
前記第２の領域の表層部に配置され、油分を分解する微生物及び／又は酵素が担持された油分解物質担持体が充填される容器と、
前記容器内に配置される曝気手段と、を備え、
前記容器の上部は前記油分が通過可能な孔を有する有孔壁で構成されるとともに、下部は前記油分、前記油分解物質担持体、前記油分解物質担持体から分離した前記微生物及び前記酵素が通過しない無孔壁で構成され、
前記容器は前記有孔壁が前記厨房廃水の水面を横切るように配置され、
前記厨房廃水から分離した前記油分が前記有孔壁を通過して前記容器内に流入し、前記微生物及び／又は前記酵素が前記油分を分解する、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記容器の下部は水平断面積が上方に向けて徐々に大きくなるように形成されていることが望ましい。
【００１１】
更に、前記厨房廃水導入流路に油分を分解可能な微生物及び／又は酵素を含有する油分解溶液を供給する油分解溶液供給装置を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る厨房廃水の処理装置は、油分を分解する第２の領域に、上部が有孔壁で構成されるとともに下部が無孔壁で構成された容器が配置され、容器内に油分解物質担持体及び曝気装置が配置されている。厨房廃水から分離した油分は有孔壁を通過して容器内に流入し、容器内にて分解される。容器の下部は無孔壁であるため、油分が分解される前に容器から流出することが抑制され、油分を分解するための十分な滞留時間を確保できる。更に、容器から油分解物質担持体及び油分解物質担持体から分離した微生物・酵素の流出も抑制される。これにより、効率的に厨房廃水を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る厨房廃水の処理装置の概略構成図である。
【図２】容器の斜視図である。
【図３】他の形態に係る容器の側面図である。
【図４】他の形態に係る厨房廃水の処理装置の部分構成図である。
【図５】実施例１で用いた装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照しつつ、本実施の形態に係る厨房廃水の処理装置の構成、並びに、浄化処理について説明する。本実施の形態に係る厨房廃水の処理装置１は、図１に示すように、主として、厨房廃水の発生源１０から浄化槽３０と、浄化槽３０内に配置された堰板３２ａ〜３２ｃと、容器３３と、容器３３内に配置された曝気装置３４と、容器３３内に充填される微生物担持体３５とから構成される。
【００１５】
厨房廃水の発生源１０は、食器洗浄機やシンク等、厨房において油分を含有する廃水を排出する設備である。
【００１６】
厨房廃水導入流路２０は発生源１０から排出された厨房廃水が流れるＵ字溝等である。
【００１７】
浄化槽３０は流入した厨房廃水を排水と油分とに分離させるとともに、油分を分解し浄化する槽である。浄化槽３０には上流から下流にかけて浄化槽３０内を第１の領域３６、第２の領域３７、第３の領域３８に分ける堰板３２ａ、３２ｂが配置されている。第１の領域３６は、生ゴミ等が分離された厨房廃水が流入する槽である。また、第２の領域３７は、厨房廃水を油分と排水とに分離し分解する槽である。また、第３の領域３８は、排水を貯留する槽である。
【００１８】
堰板３２ａ、３２ｂは浄化槽３０の底面まで達しておらず、厨房廃水は堰板３２ａ、３２ｂの下方を流れて移動するよう構成されている。また、第２の領域３７には、浄化槽３０の底面から容器３３付近にかけて、堰板３２ｃが立設して配置されている。
【００１９】
第１の領域３６、即ち、厨房廃水が浄化槽３０に流入してくる箇所に、厨房廃水とともに流れてくる生ゴミ等の固形物を捕捉するための網籠３１が配置されている。
【００２０】
第２の領域３７の表層部には、容器３３が配置されている。容器３３は図２の斜視図に示すように、下部の無孔壁３３ａと上部の有孔壁３３ｂとフック３３ｃから構成されている。
【００２１】
無孔壁３３ａは、孔が設けられておらず流体や固体等の通過ができない構造である。また、無孔壁３３ａは上方に向けて水平断面が徐々に大きくなるように形成されている。
【００２２】
一方、上部の有孔壁３３ｂは、油分が通過可能な孔が複数設けられている。有孔壁３３ｂは、複数の円形や矩形等の孔が形成された板や網等、油分が通過可能であれば特に制限されることはない。
【００２３】
フック３３ｃは容器３３を浄化槽３０に設置する際に用いられるものであり、堰板３２ａ、３２ｂの上端から紐等で吊すようにして容器３３が設置される。
【００２４】
そして、容器３３は図１に示すように有孔壁３３ｂが厨房廃水の水面を横切るように、表層部へ設置される。
【００２５】
容器３３内の底部には曝気装置３４が配置されている。曝気装置３４は、容器３３内を曝気し好気性雰囲気にする装置である。曝気装置３４は、空気（酸素）を供給し得るものであれば、特に制限はない。例えば、内部が空洞であるチューブに孔が設けられ、このチューブにポンプで空気を送り込み、孔から空気を容器３３内に供給するものや、液中に配置すると酸素等の気体を放出する素材であってもよい。
【００２６】
また、容器３３の中には油分解物質担持体として、油分を分解可能な微生物が担持された微生物担持体３５が充填される。
【００２７】
浄化槽３０の第３の領域３８には、排水を排出するための浄化水導出流路４０が設けられている。
【００２８】
続いて、浄化処理について説明する。
【００２９】
まず、厨房廃水の発生源１０から排出された厨房廃水は、厨房廃水導入流路２０を通って浄化槽３０に流入する。
【００３０】
流入した厨房廃水は、浄化槽３０の第１の領域３６に配置された網籠３１に生ゴミ等の固形物が捕捉された後、堰板３２ａの下方を通過して第２の領域３７に流入する。
【００３１】
第２の領域３７に流入した厨房廃水は、浄化槽３０の底から立設された堰板３２ｃによって流れが上向きに変えられるとともに、比重により油分と排水とに分離される。排水より比重の小さい油分は第２の領域３７の表層部へと上昇し、有孔壁３３ｂの孔を通過して容器３３内に流入する。
【００３２】
容器３３の下部は、上方に向けて水平断面が大きくなるように形成されているので、容器３３の底面によって分離した油分の上昇が妨げられず、油分はスムーズに上昇する。これによりに、油分が速やかに、且つ、効率的に容器３３内に流入することになる。
【００３３】
容器３３内に流入した油分は、微生物によって分解される。曝気により、微生物担持体３５と油分が攪拌混合され、微生物担持体３５と油分との接触効率が高く、微生物による油分の分解が効率的に行われる。
【００３４】
微生物によって油分が分解されるまでには相応の時間を要するが、容器３３の下部は、流入した油分及び微生物担持体３５が流出する孔がない無孔壁であるため、容器３３内に流入した油分が容器３３から流出することがない。したがって、油分は分解されるまで容器３３内に滞留する。
【００３５】
また、上記と同様の理由から、微生物担持体３５及び微生物担持体３５から分離した水よりも比重の大きい微生物が容器３３の下方へ流出することも抑制される。容器３３内に微生物が留まることにより、容器３３内の微生物の濃度を高く保つことができ、多数の微生物によって油分の分解が効率的に行われる。
【００３６】
更に、容器３３の下部は、下方に向けて水平断面が小さくなるように形成されているので、曝気による攪拌で微生物担持体３５が容器３３の隅に溜まってしまうことが抑えられる。これにより、微生物担持体３５は容器３３内に分散して行き渡り、油分との接触効率が高められ、微生物による油分の分解効率が促進される。
【００３７】
そして、油分が分離し、堰板３２ｂの下方を通過して第３の領域３８に流入した排水は、浄化水導出流路４０を経由して下水道へ排出される。
【００３８】
厨房内に設置できるグリストラップは、屋外に設置されるグリストラップに比べて小型であり、特に浄化槽の深さが浅い。特に、建物の２階以上に厨房がある場合、厨房に設置されるグリストラップは、槽の深さが３０ｃｍ程度と浅く、更に、滞留させられる排水の嵩高さは２０ｃｍ程度である。このような小型で槽の浅いグリストラップの場合では、浄化槽の底部から空気を導入して曝気すると、浄化槽内の廃水が攪拌され、分離して浮き上がった油分が下方に流れ、油分が第３領域に侵入してそのまま下水道に流れ出てしまうといった問題がある。
【００３９】
しかしながら、本実施の形態に係る処理装置１では、容器３３内で曝気していること、更に、容器３３の底部は油分が通過しない構造であるため、曝気による攪拌で油分が浄化槽の下方に流れていくことが抑えられる。このように、本実施の形態に係る処理装置１は、厨房内に設置される場合に特に有効である。
【００４０】
用いる微生物として、光合成細菌であることが好ましい。光合成細菌は安全性の高い菌であるため、下水に放流されたとしても環境問題を引き起こすおそれはないからである。
【００４１】
また、厨房廃水は４５℃以上の高温廃水である場合があるので、このような高温域でも生存可能な光合成細菌を用いることが好ましい。４５℃以上でも生存でき、油分を分解可能な菌として、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが挙げられる。
【００４２】
また、微生物担持体３５は、光合成細菌をアルギン酸塩で固定化したアルギン酸ビーズであることが好ましい。無機物質に微生物を担持させて用いた場合、無機物質は水に不溶であり、微生物は視認できないため、長時間用いた場合に油分の分解に資する微生物が存在しているか否か分からない。アルギン酸ビーズの場合、アルギン酸は徐々に水に溶解し消失するので、アルギン酸ビーズの消失度合いを視認することで容易に微生物が存在しているか否かを判断できる。アルギン酸ビーズの消失度合いにより、適宜アルギン酸ビーズを容器３３内に補充することで、油分の分解が滞りなく行われる。また、アルギン酸ビーズでは、光合成細菌が一つ一つ分散した形態で固定化されるため、油分に接触する光合成細菌の表面積を大きくでき、効率的で迅速に油分の分解をすることができる。
【００４３】
また、容器３３は、図３の側面図に示す形態であってもよい。容器３３の下部の無孔壁３３ａは、水平方向に張り出すように形成されており、曝気によって容器３３の開口部から微生物担持体３５が流出することを、より抑えることができる。
【００４４】
また、上記では油分解物質担持体として、微生物を担持した微生物担持体３５を用いた例について説明したが、油分を分解可能な酵素を担持した酵素担持体を用いてもよい。微生物は産生した酵素を放出し、この酵素によって油分が分解される。このため、酵素を担持させた酵素担持体を用いると、より速やかに油分の分解が可能になる。
【００４５】
用いる酵素として、脂質を構成するエステル結合を分解するリパーゼが挙げられる。例えば、上記Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが産生するトリアシルグリセリドリパーゼを用いるとよい。
【００４６】
また、酵素担持体及び微生物担持体３５を混合して用いても、いずれか一方だけを用いてもよい。更に、酵素及び微生物を担持させたものを用いてもよい。
【００４７】
更に、図４に示すように、厨房廃水導入流路２０に油分解溶液供給装置５０が備えられていてもよい。
【００４８】
厨房における自動食器洗浄機等の厨房廃水の発生源１０から浄化槽３０までの厨房廃水導入流路２０は、鉄製グレーチングを被覆したコンクリート製溝であることが多く、溝内壁に油分が付着し雑菌が繁殖しやすい。油分解溶液供給装置５０から厨房廃水導入流路２０に液状の分解菌を流すことによって、厨房廃水導入流路２０の内壁に付着した油分を分解し、雑菌の繁殖を抑制することができる。
【００４９】
これにより、厨房廃水導入流路２０の浄化も行え、厨房廃水導入流路２０からの悪臭等を抑制でき、また、厨房廃水導入流路２０を清掃する回数も低減することができる。
【００５０】
ここで、油分解溶液とは、油分を分解可能な微生物及び／又は酵素が介在する液体であり、例えば、微生物を培養した培養液等が用いられる。微生物の一例として、上述した光合成細菌であるＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが挙げられ、このＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴを培養した培養液が油分解溶液として用いられる。また、酵素としては脂質を構成するエステル結合を分解するリパーゼが挙げられる。具体的なリパーゼとして、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが産生するトリアシルグリセリドリパーゼが挙げられる。
【００５１】
油分解溶液は常時供給する形態であっても、排出される厨房廃水の量や頻度に合わせ、間歇的に一定量ずつ供給する形態であってもよい。
【００５２】
また、油分解溶液供給装置５０は、油分解溶液が充填されたタンクから、その自重により落下させて供給する形態でも、ポンプ等を用いて強制的に供給する形態であってもよい。
【００５３】
油分解溶液が充填されたタンク内で、微生物や酵素が沈殿する場合、例えば、微生物を培養した培養液を水で希釈して用いる場合、タンク内に攪拌装置を設けるとよい。微生物や酵素の濃度が一定の油分解溶液を供給することができる。
【００５４】
また、油分解溶液供給装置５０は、厨房廃水導入流路２０の上流側や厨房廃水の発生源１０の出口付近に配置されることが好ましい。
【実施例１】
【００５５】
上部が有孔壁で下部が無孔壁で構成された容器（以下、容器Ａと記す）と、底部に複数の孔を設けた容器（以下、容器Ｂと記す）をそれぞれ作成した。そして、それぞれの容器を用い、図５に示す装置を構成し、容器内の菌体濃度を経時的に測定した。
【００５６】
容器Ａ内にＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴを固定化したアルギン酸ビーズを５００ｇ充填した。
【００５７】
そして、ポンプ５２を駆動させ、水タンク５１に充填した水道水を、チューブ５３を介して浄化槽３０に流入させた。水道水は１日５回（１回につき１Ｌ）、３日間流した。なお、容器Ａ内に曝気装置３４にて、常時、曝気を行った。３日後に容器Ａ内の水を採取し、菌体濃度を測定した。
【００５８】
また、容器Ｂを用いて、上記と同様に実験を行い、菌体濃度を測定した。
【００５９】
その結果を表１に示す。
【表１】
【００６０】
底部に孔を有する容器Ｂでは、菌体濃度が１．０ｍｇ／Ｌに対し、底部に孔がない容器Ａでは、菌体濃度が６．０ｍｇ／Ｌであった。アルギン酸ビーズから分離した菌が、容器Ｂでは底部の孔から流出して菌体濃度が低いのに対し、一方の容器Ａでは底部から菌が流出することが抑えられ、菌体濃度が高くなっていることがわかる。
【００６１】
菌体濃度が高いほど油分の分解能力は高くなるので、底部に孔がない容器を用いることで油分の分解能力を向上させられることを立証した。そして、油分も同様に容器から流出することが抑えられるので、高い菌体濃度の維持、及び、油分の滞留時間の確保によって、効率的な処理ができることがわかる。
【実施例２】
【００６２】
（厨房廃水導入流路の浄化実験）
Ｕ字溝に厨房廃水と同様の植物性の油分を主成分とするマーガリンを塗布し、厨房廃水導入流路に油分解溶液供給装置を設けた場合の効果を検証した。
【００６３】
幅３８ｍｍ、長さ９００ｍｍのＵ字溝を用意し、このＵ字溝の両端の高さを異ならせ、一方の端部（上流部）から他方の端部（下流部）に向けて液体が流れるよう、傾斜させて配置した。そして、Ｕ字溝の底面にマーガリンを塗布し、マーガリン層を形成した。マーガリン層は上流部から下流部にかけて、均一の幅で形成した。
【００６４】
そして、上流部から油分解溶液を１日につき２時間おきに６回（１４：００，１６：００，１８：００，２０：００，２２：００，２４：００）滴下した。１回の油分解溶液の滴下量は１００ｍＬとした。
【００６５】
油分解溶液として、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴを培養した培養液を用いた。
【００６６】
なお、通常の厨房内の室温に合わせ、試験温度を３０℃に維持して行った。
【００６７】
そして、１日後、３日後、７日後の１３：００に、５ｍｍ幅のマーガリン層を採取し、油分量を測定した。マーガリン層の採取は、Ｕ字溝の上流部、中流部、下流部の３ヶ所から行い、採取したマーガリンを溶媒に溶解させて測定検液とした。この測定検液をホリバ製油分濃度計ＯＣＭＡ−３０５（測定方式：Ｈ−９９７抽出赤外線吸収法）にて測定した。
【００６８】
また、参考例として、油分解溶液の代わりに水道水を用いた以外は、上記と同様にして実験を行った。
【００６９】
その結果を表２に示す。
【表２】
【００７０】
表２をみると、油分解溶液を滴下した場合、水道水を滴下した場合に比べ、明らかに油分量が減少していることがわかる。以上の結果から、油分解溶液を厨房廃水導入流路に供給することで、厨房廃水導入流路の雑菌等の分解や繁殖の抑制が可能であることがわかる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 処理装置
１０ 発生源
２０ 厨房廃水導入流路
３０ 浄化槽
３１ 網籠
３２ａ 堰板
３２ｂ 堰板
３２ｃ 堰板
３３ 容器
３３ａ 無孔壁
３３ｂ 有孔壁
３３ｃ フック
３４ 曝気装置
３５ 微生物担持体
３６ 第１の領域
３７ 第２の領域
３８ 第３の領域
４０ 浄化水導出流路
５０ 油分解溶液供給装置
５１ 水タンク
５２ ポンプ
５３ チューブ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、厨房廃水の処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レストラン等の飲食店舗から排出される厨房廃水には油分が含まれており、環境悪化を抑えるため、厨房廃水を浄化してから下水道に放流する必要がある。このため、厨房内或いは厨房の外に、厨房廃水を浄化処理する所謂グリストラップが設置されている。
【０００３】
一般的なグリストラップでは、油分を含む廃水を油分離槽に導き、廃水から比重の小さい油分を浮き上がらせて分離する。そして、油分離槽の水面に溜まった油分を定期的に回収して廃棄処理している。
【０００４】
更に、分離した油分をグリストラップ内で分解する装置についても種々開発されている。例えば、特許文献１では、グリストラップの上部位置に微生物フィルターを配置し、この微生物フィルター内で油分を分解している。微生物フィルターには、微生物を担持させた微生物担持体と曝気のためのエアレーションパイプが設置されており、微生物フィルター内を好気性雰囲気下に維持することで、微生物による油分の分解を促している。この微生物フィルターは上面が開口し、底に孔が形成された筺体であり、上部開口部から廃水を流入させ、底面の孔から処理した水を排出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１８４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている厨房廃水の処理装置では、微生物フィルターの上部開口部から廃水を流入させ、底面の孔から処理した水を排出している。この水の流れに伴って、油分も微生物フィルターから排出されるおそれがある。また、微生物フィルター内での油分の滞留時間を確保できず、油分の分解が不十分なまま処理した水が下水道に放流されてしまうおそれがある。
【０００７】
また、微生物担持体から微生物が徐々に分離していくが、微生物は水中に沈むものゆえ、微生物フィルター底面の孔から流出してしまう。このため、微生物フィルター中の微生物量が減少し、効率的な油分の分解ができないという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、厨房廃水から分離した油分の滞留時間を確保でき、且つ、油分を分解する微生物や酵素が流れ出ないようにして、効率的に厨房廃水中の油分を分解することができる厨房廃水の処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る厨房廃水の処理装置は、
厨房廃水の発生源から厨房廃水導入流路を介して厨房廃水が流入する浄化槽と、
前記浄化槽内を上流から下流にかけて、前記厨房廃水が流入する第１の領域と、前記厨房廃水に含まれる油分を分離させて分解する第２の領域と、処理された浄化水が流入する第３の領域とに分ける２枚の堰板と、
前記第２の領域の表層部に配置され、油分を分解する微生物及び／又は酵素が担持された油分解物質担持体が充填される容器と、
前記容器内に配置される曝気手段と、を備え、
前記容器の上部は前記油分が通過可能な孔を有する有孔壁で構成されるとともに、下部は前記油分、前記油分解物質担持体、前記油分解物質担持体から分離した前記微生物及び前記酵素が通過しない無孔壁で構成され、
前記容器は前記有孔壁が前記厨房廃水の水面を横切るように配置され、
前記厨房廃水から分離した前記油分が前記有孔壁を通過して前記容器内に流入し、前記微生物及び／又は前記酵素が前記油分を分解する、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、前記容器の下部は水平断面積が上方に向けて徐々に大きくなるように形成されていることが望ましい。
【００１１】
更に、前記厨房廃水導入流路に油分を分解可能な微生物及び／又は酵素を含有する油分解溶液を供給する油分解溶液供給装置を備えていてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る厨房廃水の処理装置は、油分を分解する第２の領域に、上部が有孔壁で構成されるとともに下部が無孔壁で構成された容器が配置され、容器内に油分解物質担持体及び曝気装置が配置されている。厨房廃水から分離した油分は有孔壁を通過して容器内に流入し、容器内にて分解される。容器の下部は無孔壁であるため、油分が分解される前に容器から流出することが抑制され、油分を分解するための十分な滞留時間を確保できる。更に、容器から油分解物質担持体及び油分解物質担持体から分離した微生物・酵素の流出も抑制される。これにより、効率的に厨房廃水を浄化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る厨房廃水の処理装置の概略構成図である。
【図２】容器の斜視図である。
【図３】他の形態に係る容器の側面図である。
【図４】他の形態に係る厨房廃水の処理装置の部分構成図である。
【図５】実施例１で用いた装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図を参照しつつ、本実施の形態に係る厨房廃水の処理装置の構成、並びに、浄化処理について説明する。本実施の形態に係る厨房廃水の処理装置１は、図１に示すように、主として、厨房廃水の発生源１０から浄化槽３０と、浄化槽３０内に配置された堰板３２ａ〜３２ｃと、容器３３と、容器３３内に配置された曝気装置３４と、容器３３内に充填される微生物担持体３５とから構成される。
【００１５】
厨房廃水の発生源１０は、食器洗浄機やシンク等、厨房において油分を含有する廃水を排出する設備である。
【００１６】
厨房廃水導入流路２０は発生源１０から排出された厨房廃水が流れるＵ字溝等である。
【００１７】
浄化槽３０は流入した厨房廃水を排水と油分とに分離させるとともに、油分を分解し浄化する槽である。浄化槽３０には上流から下流にかけて浄化槽３０内を第１の領域３６、第２の領域３７、第３の領域３８に分ける堰板３２ａ、３２ｂが配置されている。第１の領域３６は、生ゴミ等が分離された厨房廃水が流入する槽である。また、第２の領域３７は、厨房廃水を油分と排水とに分離し分解する槽である。また、第３の領域３８は、排水を貯留する槽である。
【００１８】
堰板３２ａ、３２ｂは浄化槽３０の底面まで達しておらず、厨房廃水は堰板３２ａ、３２ｂの下方を流れて移動するよう構成されている。また、第２の領域３７には、浄化槽３０の底面から容器３３付近にかけて、堰板３２ｃが立設して配置されている。
【００１９】
第１の領域３６、即ち、厨房廃水が浄化槽３０に流入してくる箇所に、厨房廃水とともに流れてくる生ゴミ等の固形物を捕捉するための網籠３１が配置されている。
【００２０】
第２の領域３７の表層部には、容器３３が配置されている。容器３３は図２の斜視図に示すように、下部の無孔壁３３ａと上部の有孔壁３３ｂとフック３３ｃから構成されている。
【００２１】
無孔壁３３ａは、孔が設けられておらず流体や固体等の通過ができない構造である。また、無孔壁３３ａは上方に向けて水平断面が徐々に大きくなるように形成されている。
【００２２】
一方、上部の有孔壁３３ｂは、油分が通過可能な孔が複数設けられている。有孔壁３３ｂは、複数の円形や矩形等の孔が形成された板や網等、油分が通過可能であれば特に制限されることはない。
【００２３】
フック３３ｃは容器３３を浄化槽３０に設置する際に用いられるものであり、堰板３２ａ、３２ｂの上端から紐等で吊すようにして容器３３が設置される。
【００２４】
そして、容器３３は図１に示すように有孔壁３３ｂが厨房廃水の水面を横切るように、表層部へ設置される。
【００２５】
容器３３内の底部には曝気装置３４が配置されている。曝気装置３４は、容器３３内を曝気し好気性雰囲気にする装置である。曝気装置３４は、空気（酸素）を供給し得るものであれば、特に制限はない。例えば、内部が空洞であるチューブに孔が設けられ、このチューブにポンプで空気を送り込み、孔から空気を容器３３内に供給するものや、液中に配置すると酸素等の気体を放出する素材であってもよい。
【００２６】
また、容器３３の中には油分解物質担持体として、油分を分解可能な微生物が担持された微生物担持体３５が充填される。
【００２７】
浄化槽３０の第３の領域３８には、排水を排出するための浄化水導出流路４０が設けられている。
【００２８】
続いて、浄化処理について説明する。
【００２９】
まず、厨房廃水の発生源１０から排出された厨房廃水は、厨房廃水導入流路２０を通って浄化槽３０に流入する。
【００３０】
流入した厨房廃水は、浄化槽３０の第１の領域３６に配置された網籠３１に生ゴミ等の固形物が捕捉された後、堰板３２ａの下方を通過して第２の領域３７に流入する。
【００３１】
第２の領域３７に流入した厨房廃水は、浄化槽３０の底から立設された堰板３２ｃによって流れが上向きに変えられるとともに、比重により油分と排水とに分離される。排水より比重の小さい油分は第２の領域３７の表層部へと上昇し、有孔壁３３ｂの孔を通過して容器３３内に流入する。
【００３２】
容器３３の下部は、上方に向けて水平断面が大きくなるように形成されているので、容器３３の底面によって分離した油分の上昇が妨げられず、油分はスムーズに上昇する。これによりに、油分が速やかに、且つ、効率的に容器３３内に流入することになる。
【００３３】
容器３３内に流入した油分は、微生物によって分解される。曝気により、微生物担持体３５と油分が攪拌混合され、微生物担持体３５と油分との接触効率が高く、微生物による油分の分解が効率的に行われる。
【００３４】
微生物によって油分が分解されるまでには相応の時間を要するが、容器３３の下部は、流入した油分及び微生物担持体３５が流出する孔がない無孔壁であるため、容器３３内に流入した油分が容器３３から流出することがない。したがって、油分は分解されるまで容器３３内に滞留する。
【００３５】
また、上記と同様の理由から、微生物担持体３５及び微生物担持体３５から分離した水よりも比重の大きい微生物が容器３３の下方へ流出することも抑制される。容器３３内に微生物が留まることにより、容器３３内の微生物の濃度を高く保つことができ、多数の微生物によって油分の分解が効率的に行われる。
【００３６】
更に、容器３３の下部は、下方に向けて水平断面が小さくなるように形成されているので、曝気による攪拌で微生物担持体３５が容器３３の隅に溜まってしまうことが抑えられる。これにより、微生物担持体３５は容器３３内に分散して行き渡り、油分との接触効率が高められ、微生物による油分の分解効率が促進される。
【００３７】
そして、油分が分離し、堰板３２ｂの下方を通過して第３の領域３８に流入した排水は、浄化水導出流路４０を経由して下水道へ排出される。
【００３８】
厨房内に設置できるグリストラップは、屋外に設置されるグリストラップに比べて小型であり、特に浄化槽の深さが浅い。特に、建物の２階以上に厨房がある場合、厨房に設置されるグリストラップは、槽の深さが３０ｃｍ程度と浅く、更に、滞留させられる排水の嵩高さは２０ｃｍ程度である。このような小型で槽の浅いグリストラップの場合では、浄化槽の底部から空気を導入して曝気すると、浄化槽内の廃水が攪拌され、分離して浮き上がった油分が下方に流れ、油分が第３領域に侵入してそのまま下水道に流れ出てしまうといった問題がある。
【００３９】
しかしながら、本実施の形態に係る処理装置１では、容器３３内で曝気していること、更に、容器３３の底部は油分が通過しない構造であるため、曝気による攪拌で油分が浄化槽の下方に流れていくことが抑えられる。このように、本実施の形態に係る処理装置１は、厨房内に設置される場合に特に有効である。
【００４０】
用いる微生物として、光合成細菌であることが好ましい。光合成細菌は安全性の高い菌であるため、下水に放流されたとしても環境問題を引き起こすおそれはないからである。
【００４１】
また、厨房廃水は４５℃以上の高温廃水である場合があるので、このような高温域でも生存可能な光合成細菌を用いることが好ましい。４５℃以上でも生存でき、油分を分解可能な菌として、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが挙げられる。
【００４２】
また、微生物担持体３５は、光合成細菌をアルギン酸塩で固定化したアルギン酸ビーズであることが好ましい。無機物質に微生物を担持させて用いた場合、無機物質は水に不溶であり、微生物は視認できないため、長時間用いた場合に油分の分解に資する微生物が存在しているか否か分からない。アルギン酸ビーズの場合、アルギン酸は徐々に水に溶解し消失するので、アルギン酸ビーズの消失度合いを視認することで容易に微生物が存在しているか否かを判断できる。アルギン酸ビーズの消失度合いにより、適宜アルギン酸ビーズを容器３３内に補充することで、油分の分解が滞りなく行われる。また、アルギン酸ビーズでは、光合成細菌が一つ一つ分散した形態で固定化されるため、油分に接触する光合成細菌の表面積を大きくでき、効率的で迅速に油分の分解をすることができる。
【００４３】
また、容器３３は、図３の側面図に示す形態であってもよい。容器３３の下部の無孔壁３３ａは、水平方向に張り出すように形成されており、曝気によって容器３３の開口部から微生物担持体３５が流出することを、より抑えることができる。
【００４４】
また、上記では油分解物質担持体として、微生物を担持した微生物担持体３５を用いた例について説明したが、油分を分解可能な酵素を担持した酵素担持体を用いてもよい。微生物は産生した酵素を放出し、この酵素によって油分が分解される。このため、酵素を担持させた酵素担持体を用いると、より速やかに油分の分解が可能になる。
【００４５】
用いる酵素として、脂質を構成するエステル結合を分解するリパーゼが挙げられる。例えば、上記Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが産生するトリアシルグリセリドリパーゼを用いるとよい。
【００４６】
また、酵素担持体及び微生物担持体３５を混合して用いても、いずれか一方だけを用いてもよい。更に、酵素及び微生物を担持させたものを用いてもよい。
【００４７】
更に、図４に示すように、厨房廃水導入流路２０に油分解溶液供給装置５０が備えられていてもよい。
【００４８】
厨房における自動食器洗浄機等の厨房廃水の発生源１０から浄化槽３０までの厨房廃水導入流路２０は、鉄製グレーチングを被覆したコンクリート製溝であることが多く、溝内壁に油分が付着し雑菌が繁殖しやすい。油分解溶液供給装置５０から厨房廃水導入流路２０に液状の分解菌を流すことによって、厨房廃水導入流路２０の内壁に付着した油分を分解し、雑菌の繁殖を抑制することができる。
【００４９】
これにより、厨房廃水導入流路２０の浄化も行え、厨房廃水導入流路２０からの悪臭等を抑制でき、また、厨房廃水導入流路２０を清掃する回数も低減することができる。
【００５０】
ここで、油分解溶液とは、油分を分解可能な微生物及び／又は酵素が介在する液体であり、例えば、微生物を培養した培養液等が用いられる。微生物の一例として、上述した光合成細菌であるＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが挙げられ、このＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴを培養した培養液が油分解溶液として用いられる。また、酵素としては脂質を構成するエステル結合を分解するリパーゼが挙げられる。具体的なリパーゼとして、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴが産生するトリアシルグリセリドリパーゼが挙げられる。
【００５１】
油分解溶液は常時供給する形態であっても、排出される厨房廃水の量や頻度に合わせ、間歇的に一定量ずつ供給する形態であってもよい。
【００５２】
また、油分解溶液供給装置５０は、油分解溶液が充填されたタンクから、その自重により落下させて供給する形態でも、ポンプ等を用いて強制的に供給する形態であってもよい。
【００５３】
油分解溶液が充填されたタンク内で、微生物や酵素が沈殿する場合、例えば、微生物を培養した培養液を水で希釈して用いる場合、タンク内に攪拌装置を設けるとよい。微生物や酵素の濃度が一定の油分解溶液を供給することができる。
【００５４】
また、油分解溶液供給装置５０は、厨房廃水導入流路２０の上流側や厨房廃水の発生源１０の出口付近に配置されることが好ましい。
【実施例１】
【００５５】
上部が有孔壁で下部が無孔壁で構成された容器（以下、容器Ａと記す）と、底部に複数の孔を設けた容器（以下、容器Ｂと記す）をそれぞれ作成した。そして、それぞれの容器を用い、図５に示す装置を構成し、容器内の菌体濃度を経時的に測定した。
【００５６】
容器Ａ内にＲｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴを固定化したアルギン酸ビーズを５００ｇ充填した。
【００５７】
そして、ポンプ５２を駆動させ、水タンク５１に充填した水道水を、チューブ５３を介して浄化槽３０に流入させた。水道水は１日５回（１回につき１Ｌ）、３日間流した。なお、容器Ａ内に曝気装置３４にて、常時、曝気を行った。３日後に容器Ａ内の水を採取し、菌体濃度を測定した。
【００５８】
また、容器Ｂを用いて、上記と同様に実験を行い、菌体濃度を測定した。
【００５９】
その結果を表１に示す。
【表１】
【００６０】
底部に孔を有する容器Ｂでは、菌体濃度が１．０ｍｇ／Ｌに対し、底部に孔がない容器Ａでは、菌体濃度が６．０ｍｇ／Ｌであった。アルギン酸ビーズから分離した菌が、容器Ｂでは底部の孔から流出して菌体濃度が低いのに対し、一方の容器Ａでは底部から菌が流出することが抑えられ、菌体濃度が高くなっていることがわかる。
【００６１】
菌体濃度が高いほど油分の分解能力は高くなるので、底部に孔がない容器を用いることで油分の分解能力を向上させられることを立証した。そして、油分も同様に容器から流出することが抑えられるので、高い菌体濃度の維持、及び、油分の滞留時間の確保によって、効率的な処理ができることがわかる。
【実施例２】
【００６２】
（厨房廃水導入流路の浄化実験）
Ｕ字溝に厨房廃水と同様の植物性の油分を主成分とするマーガリンを塗布し、厨房廃水導入流路に油分解溶液供給装置を設けた場合の効果を検証した。
【００６３】
幅３８ｍｍ、長さ９００ｍｍのＵ字溝を用意し、このＵ字溝の両端の高さを異ならせ、一方の端部（上流部）から他方の端部（下流部）に向けて液体が流れるよう、傾斜させて配置した。そして、Ｕ字溝の底面にマーガリンを塗布し、マーガリン層を形成した。マーガリン層は上流部から下流部にかけて、均一の幅で形成した。
【００６４】
そして、上流部から油分解溶液を１日につき２時間おきに６回（１４：００，１６：００，１８：００，２０：００，２２：００，２４：００）滴下した。１回の油分解溶液の滴下量は１００ｍＬとした。
【００６５】
油分解溶液として、Ｒｈｏｄｏｂａｃｔｅｒ ｓｐｈａｅｒｏｉｄｅｓ ＮＡＴを培養した培養液を用いた。
【００６６】
なお、通常の厨房内の室温に合わせ、試験温度を３０℃に維持して行った。
【００６７】
そして、１日後、３日後、７日後の１３：００に、５ｍｍ幅のマーガリン層を採取し、油分量を測定した。マーガリン層の採取は、Ｕ字溝の上流部、中流部、下流部の３ヶ所から行い、採取したマーガリンを溶媒に溶解させて測定検液とした。この測定検液をホリバ製油分濃度計ＯＣＭＡ−３０５（測定方式：Ｈ−９９７抽出赤外線吸収法）にて測定した。
【００６８】
また、参考例として、油分解溶液の代わりに水道水を用いた以外は、上記と同様にして実験を行った。
【００６９】
その結果を表２に示す。
【表２】
【００７０】
表２をみると、油分解溶液を滴下した場合、水道水を滴下した場合に比べ、明らかに油分量が減少していることがわかる。以上の結果から、油分解溶液を厨房廃水導入流路に供給することで、厨房廃水導入流路の雑菌等の分解や繁殖の抑制が可能であることがわかる。
【符号の説明】
【００７１】
１ 処理装置
１０ 発生源
２０ 厨房廃水導入流路
３０ 浄化槽
３１ 網籠
３２ａ 堰板
３２ｂ 堰板
３２ｃ 堰板
３３ 容器
３３ａ 無孔壁
３３ｂ 有孔壁
３３ｃ フック
３４ 曝気装置
３５ 微生物担持体
３６ 第１の領域
３７ 第２の領域
３８ 第３の領域
４０ 浄化水導出流路
５０ 油分解溶液供給装置
５１ 水タンク
５２ ポンプ
５３ チューブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厨房廃水の発生源から厨房廃水導入流路を介して厨房廃水が流入する浄化槽と、
前記浄化槽内を上流から下流にかけて、前記厨房廃水が流入する第１の領域と、前記厨房廃水に含まれる油分を分離させて分解する第２の領域と、処理された浄化水が流入する第３の領域とに分ける２枚の堰板と、
前記第２の領域の表層部に配置され、油分を分解する微生物及び／又は酵素が担持された油分解物質担持体が充填される容器と、
前記容器内に配置される曝気手段と、を備え、
前記容器の上部は前記油分が通過可能な孔を有する有孔壁で構成されるとともに、下部は前記油分、前記油分解物質担持体、前記油分解物質担持体から分離した前記微生物及び前記酵素が通過しない無孔壁で構成され、
前記容器は前記有孔壁が前記厨房廃水の水面を横切るように配置され、
前記厨房廃水から分離した前記油分が前記有孔壁を通過して前記容器内に流入し、前記微生物及び／又は前記酵素が前記油分を分解する、
ことを特徴とする厨房廃水の処理装置。
【請求項２】
前記容器の下部は水平断面積が上方に向けて徐々に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の厨房廃水の処理装置。
【請求項３】
更に、前記厨房廃水導入流路に油分を分解可能な微生物及び／又は酵素を含有する油分解溶液を供給する油分解溶液供給装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の厨房廃水の処理装置。
【請求項１】
厨房廃水の発生源から厨房廃水導入流路を介して厨房廃水が流入する浄化槽と、
前記浄化槽内を上流から下流にかけて、前記厨房廃水が流入する第１の領域と、前記厨房廃水に含まれる油分を分離させて分解する第２の領域と、処理された浄化水が流入する第３の領域とに分ける２枚の堰板と、
前記第２の領域の表層部に配置され、油分を分解する微生物及び／又は酵素が担持された油分解物質担持体が充填される容器と、
前記容器内に配置される曝気手段と、を備え、
前記容器の上部は前記油分が通過可能な孔を有する有孔壁で構成されるとともに、下部は前記油分、前記油分解物質担持体、前記油分解物質担持体から分離した前記微生物及び前記酵素が通過しない無孔壁で構成され、
前記容器は前記有孔壁が前記厨房廃水の水面を横切るように配置され、
前記厨房廃水から分離した前記油分が前記有孔壁を通過して前記容器内に流入し、前記微生物及び／又は前記酵素が前記油分を分解する、
ことを特徴とする厨房廃水の処理装置。
【請求項２】
前記容器の下部は水平断面積が上方に向けて徐々に大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の厨房廃水の処理装置。
【請求項３】
更に、前記厨房廃水導入流路に油分を分解可能な微生物及び／又は酵素を含有する油分解溶液を供給する油分解溶液供給装置を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の厨房廃水の処理装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１８９３３０（Ｐ２０１１−１８９３３０Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６２５３（Ｐ２０１０−７６２５３）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３０９０４３７６８）テクノ環境機器株式会社 (6)
【出願人】（５９２１５７０９８）ラボテック株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【出願人】（３０９０４３７６８）テクノ環境機器株式会社 (6)
【出願人】（５９２１５７０９８）ラボテック株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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