JP2019195778A

JP2019195778A - 排水処理方法

Info

Publication number: JP2019195778A
Application number: JP2018091486A
Authority: JP
Inventors: 佳樹山田; Yoshiki Yamada
Original assignee: CCI Holdings Inc
Current assignee: CCI Holdings Inc
Priority date: 2018-05-10
Filing date: 2018-05-10
Publication date: 2019-11-14

Abstract

【課題】酵母の生菌数を増やすことで排水中の油脂の低減効果を高めることを可能にした排水処理方法を提供する。【解決手段】排水処理方法は、油脂を分解し得る酵母を培養するステップと、培養した酵母を排水に投入するステップとを含む。酵母を培養するステップは、２０℃以上、３８℃以下の温度範囲の培養液において、０．１ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われる。【選択図】図１

Description

本発明は、油脂を含む排水を処理する排水処理方法に関する。

食品工場等の排水処理施設では、下水道法又は水質汚濁防止法により排水基準が設けられている。しかし、排水中の油脂濃度が高い場合、処理水が排水基準に適合しない、加圧浮上等の処理に使用する薬剤や発生するスカム等の廃棄にコストがかかる、油脂の付着によるポンプの故障、配管の閉塞、悪臭の発生といった様々な問題が発生する。こうした排水中の油脂を低減する方法として、酵母の使用が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１５−１９２６１１号公報

上記のように酵母を用いて排水を処理する場合、酵母の生菌数が多いほど、排水中の油脂の低減効果を高めることが容易となる。
そこで、本発明の目的は、酵母の生菌数を増やすことで排水中の油脂の低減効果を高めることを可能にした排水処理方法を提供することにある。

上記課題を解決する排水処理方法は、油脂を含む排水を処理する排水処理方法であって、油脂を分解し得る酵母を培養するステップと、前記培養した酵母を排水に投入するステップと、を含み、前記酵母を培養するステップは、２０℃以上、３８℃以下の温度範囲の培養液において、０．１ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われる。

上記排水処理方法において、前記酵母は、ヤロウィア・リポリティカであることが好ましい。
上記排水処理方法において、前記ヤロウィア・リポリティカは、ＬＭ０２−０１１株（受託番号：ＮＩＴＥＰ−０１８１３）であることが好ましい。

上記排水処理方法において、前記酵母を培養するステップは、２５℃以上、３５℃以下の温度範囲の培養液において、０．６ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われることが好ましい。

上記排水処理方法において、前記酵母を培養するステップは、１４時間以上行われることが好ましい。

本発明によれば、酵母の生菌数を増やすことで排水中の油脂の低減効果を高めることが可能となる。

実施形態の培養装置を示す概略断面図である。（ａ），（ｂ）は、排水処理方法を説明する説明図である。（ａ），（ｂ），（ｃ）は、排水処理方法を説明する説明図である。

以下、本発明に係る排水処理方法の一実施形態について説明する。
排水処理方法は、油脂を含む排水を処理する方法である。排水処理方法は、油脂を分解し得る酵母を培養するステップと、培養した酵母を排水に投入するステップとを含む。

排水処理方法に用いる酵母は、ヤロウィア・リポリティカであることが好ましく、より好ましくは、ヤロウィア・リポリティカＬＭ０２−０１１株（受託番号：ＮＩＴＥＰ−０１８１３）である。この受託番号は、独立行政法人製品評価技術基盤機構、特許微生物寄託センター（ＮＰＭＤ）における受託番号である。

酵母を培養するステップは、２０℃以上、３８℃以下の温度範囲の培養液において、０．１ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われる。ここで、エアレーションの給気量の単位の「ｖｖｍ」は、単位体積当たりの給気速度であり、下記式（１）で表される。

給気量［ｖｖｍ］＝給気速度［Ｌ／ｍｉｎ］／培養液の体積［Ｌ］・・・（１）
培養液の温度は、２５℃以上、３５℃以下の範囲であることが好ましい。エアレーションの給気量は、０．６ｖｖｍ以上であることがより好ましい。なお、エアレーションの給気量の上限は特に限定されないが、例えば、１０ｖｖｍ以下の範囲である。

培養液は、水と酵母を含有する。培養液の培養開始時の生菌数濃度は、１．０×１０^６ＣＦＵ／Ｌ以上であることが好ましい。培養時間は、１４時間以上であることが好ましい。

培養終了時の生菌数濃度は、０．１×１０^１２ＣＦＵ／Ｌ以上であることが好ましく、より好ましくは１×１０^１２ＣＦＵ／Ｌ以上である。培養液のｐＨは、２以上、１１以下の範囲内であることが好ましく、より好ましくは２．５以上、１０．５以下の範囲内である。培養液のｐＨは、周知の酸（塩酸等）と塩基（水酸化ナトリウム等）を用いて調整することができる。

次に、酵母を培養するステップに用いる培養装置の一例を説明する。
図１に示すように、培養装置１１は、培養槽２１と、培養槽２１内の培養液の温度を調節する温度調節部３１と、培養槽２１内の培養液に対してエアレーションを行う給気部４１とを備えている。

培養槽２１の材質は、特に限定されない。本実施形態では、培養槽２１を外部から加熱するため、熱伝導性の良好な金属材料（例えば、ステンレス鋼）から形成されている。
温度調節部３１は、ヒータ３２と、培養液の液温を検知する温度センサ３３と、温度センサ３３の検出温度に基づいてヒータ３２を制御する制御部３４とを備えている。ヒータ３２としては、例えば、ラバーヒータを用いることができる。なお、温度センサ３３は培養槽２１内に配置してもよいし、培養槽２１の外面に配置してもよい。また、温度センサ３３は、ヒータ３２と一体に設けてもよい。また、ヒータ３２は、培養液中に投入される投入型のヒータであってもよい。また、温度調節部３１は、培養液の温度の過剰な上昇を抑えるために冷却ファン等の冷却機を備えていてもよい。

給気部４１は、エアポンプ４２と、エアポンプ４２から送られたエアを培養液中で吐出する散気装置４３とを備えている。エアポンプ４２及び散気装置４３は、それぞれ単数であってもよいし、複数であってもよい。散気装置４３の材料としては、例えば、セラミックス、高分子材料（樹脂又はゴム系材料）等が挙げられる。散気装置４３の具体例としては、例えば、多孔質焼結体、ゴム系多孔質体、穴あけ加工した樹脂管等が挙げられる。なお、給気部４１は、マイクロバブル発生装置等の培養液中に気泡を発生させる装置により構成してもよい。

次に、上記の培養装置１１を用いた排水処理方法について説明する。まず、排水処理方法における酵母を培養するステップの準備について説明する。
図２（ａ）に示すように、排水処理方法では、酵母を培養するステップに用いる培養装置１１の培養槽２１内に給水する。この水としては、水道水であってもよいし、イオン交換水であってもよい。また、培養槽２１内に給水する水は、３０℃程度に加温されていてもよい。図２（ｂ）に示すように、給水が完了した培養槽２１内に酵母を投入し、培養液Ｌ１を調製する。また、培養液Ｌ１には、酵母以外に、栄養剤、無機物、ｐＨ調整剤、界面活性剤等の添加剤を含有させてもよい。

栄養剤としては、例えば、炭素源、窒素源、無機物等が挙げられる。炭素源は、グルコース、ガラクトース、ソルボース、リボース、サリシン、エリスリトール、グルシトール、マンニトール、Ｎ−アセチル−Ｄ−グルコサミン、グリセロール、エタノール、乳酸、コハク酸、クエン酸、油脂、脂肪酸及びヘキサデカンから選ばれる少なくとも一種が好ましい。油脂としては、トリグリセリド、ジグリセリド及びモノグリセリドが挙げられる。

窒素源は、肉エキス、ポリペプトン、麦エキス及び酵母エキスから選ばれる少なくとも一種が好ましい。無機物としては、例えば、マグネシウム、マンガン、カルシウム、ナトリウム、カリウム、銅、鉄、亜鉛等の塩（リン酸塩、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、酢酸塩、炭酸塩等）、ハロゲン化物（塩化物等）等が挙げられる。

次に、図３（ａ）に示すように、温度調節部３１により培養液Ｌ１を上記温度範囲内に設定するとともに上記給気量でエアレーションを行うことで、酵母を培養するステップを行う。続いて、図３（ｂ）に示すように、酵母を培養するステップが完了した培養液Ｌ２（培養した酵母）を取り出す。このとき、例えば、培養槽２１の下部に設けたバルブの開閉により、所定量の培養液Ｌ２を容易に取り出すことができる。

次に、図３（ｃ）に示すように、原水槽、流量調整槽、曝気槽等の処理槽５１に培養液Ｌ２（培養した酵母）を投入するステップを行う。これにより、排水中の油脂は、酵母により分解される。

排水中の油脂としては、例えば、食用油脂、及び工業用油脂が挙げられる。油脂としては、トリグリセリド、ジグリセリド及びモノグリセリドが挙げられる。食用油脂としては、例えば、オリーブ油、キャノーラ油、ココナッツ油、ごま油、米油、米ぬか油、サフラワー油、大豆油、トウモロコシ油、ナタネ油、パーム油、パーム核油、ひまわり油、綿実油、やし油、落花生油、牛脂、ラード、鶏油、魚油、鯨油、バター、マーガリン、ファットスプレッド、及びショートニングが挙げられる。工業用油脂としては、例えば、アマニ油、ジャトロファ油、トール油、ハマナ油、ひまし油、及びホホバ油が挙げられる。

排水中には、例えば、脂肪酸が含まれていてもよい。脂肪酸は、油脂の分解によって生成したものであってもよい。
脂肪酸としては、飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸が挙げられる。飽和脂肪酸としては、例えば、酪酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、トリデカン酸、ミリスチン酸、ペンタデカン酸、ペンタデカン酸、パルミチン酸、ヘプタデカン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、及びリグノセリン酸が挙げられる。不飽和脂肪酸としては、例えば、デセン酸、ミリストレイン酸、ペンタデセン酸、パルミトレイン酸、ヘプタデセン酸、オレイン酸、イコセン酸、ドコセン酸、テトラコセン酸、ヘキサデカジエン酸、ヘキサデカトリエン酸、ヘキサデカテトラエン酸、リノール酸、α−リノレン酸、γ−リノレン酸、オクタデカテトラエン酸、イコサジエン酸、イコサトリエン酸、イコサテトラエン酸、アラキドン酸、イコサペンタエン酸、ヘンイコサペンタエン酸、ドコサジエン酸、ドコサテトラエン酸、ドコサペンタエン酸、ドコサペンタエン酸、及びドコサヘキサエン酸が挙げられる。

次に、試験例について説明する。
表１に示すように、培養液の温度、エアレーションの給気量を設定し、酵母を培養するステップを行った。各試験例では、酵母として、ヤロウィア・リポリティカＬＭ０２−０１１株（受託番号：ＮＩＴＥＰ−０１８１３）を用いた。各試験例において、培養開始時の培養液の生菌数は、１．０×１０^６ＣＦＵ／Ｌであるとともに栄養剤等の添加剤の配合は一定であり、各試験例の培養時間は１４時間とした。この酵母を培養するステップの終了後、培養液中における酵母の生菌数を測定した。その結果を表１に示す。

表１に示す結果から、培養液の温度を２０℃以上、３８℃以下の範囲とし、エアレーションの給気量を０．１ｖｖｍ以上の条件で酵母を培養するステップを行うことにより、生菌数をより増やすことができることが分かる。

また、表１に示す結果から、培養液の温度を２８℃以上、３５℃以下の範囲とし、エアレーションの給気量を０．６ｖｖｍ以上の条件で酵母を培養するステップを行った場合、生菌数をさらに増やすことができることが分かる。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）油脂を含む排水を処理する排水処理方法は、酵母を培養するステップと、培養した酵母を排水に投入するステップとを含む。酵母を培養するステップは、２０℃以上、３８℃以下の温度範囲の培養液において、０．１ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われる。

この方法によれば、上記の特定の条件で酵母を培養するステップにより、その酵母の生菌数を増やすことができる。これにより、排水中の油脂の低減効果を高めることが可能となる。

例えば、上記酵母を培養するステップにより、休眠状態の酵母を活性化し、かつ生菌数を増やすことができるため、休眠状態の酵母を含む酵母製剤を用いた排水処理方法として特に有効である。また、例えば、上記酵母を培養するステップにより、酵母の生菌数を増やすことができるため、排水中における酵母の生菌数を高めてより多くの油脂を分解させることも容易となる。

（２）酵母を培養するステップは、２５℃以上、３５℃以下の温度範囲の培養液において、０．６ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われることが好ましい。
この場合、酵母の生菌数をより増やすことができる。これにより、排水中の油脂の低減効果をより高めることが可能となる。

（３）上記酵母を培養するステップは、１４時間以上行うことが好ましい。この場合、酵母の生菌数をより増やすことができる。これにより、排水中の油脂の低減効果をより高めることが可能となる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。
・培養装置は、酵母（酵母製剤）を収容するタンクと、このタンク内の酵母を培養槽に自動で投入する投入装置を備えていてもよい。

・培養装置は、培養槽に自動で給水する給水装置を備えていてもよい。
・培養装置は、培養液を排水に自動で投入する投入装置を備えていてもよい。投入装置としては、薬注ポンプや、培養液排出用の開閉バルブ、給水に伴って培養液をオーバーフローさせるオーバーフロー管等が挙げられる。

・培養装置は、培養液の温度の過剰な上昇を抑えるための冷却機を備えていてもよい。
・培養装置は、撹拌装置を備えていてもよい。
上記実施形態及び変更例から把握できる技術的思想について記載する。

（イ）前記酵母を培養するステップにおける前記培養液のｐＨは、２以上、１１以下の範囲内である排水処理方法。
（ロ）上記排水処理方法の前記酵母を培養するステップに用いられる培養装置であって、培養槽と、前記培養槽内の培養液の温度を調節する温度調節部と、前記培養槽内の培養液に対してエアレーションを行う給気部とを備える培養装置。

１１…培養装置、２１…培養槽、３１…温度調節部、４１…給気部、５１…処理槽、Ｌ１，Ｌ２…培養液。

Claims

油脂を含む排水を処理する排水処理方法であって、
油脂を分解し得る酵母を培養するステップと、
前記培養した酵母を排水に投入するステップと、を含み、
前記酵母を培養するステップは、
２０℃以上、３８℃以下の温度範囲の培養液において、０．１ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われることを特徴とする排水処理方法。
前記酵母は、ヤロウィア・リポリティカであることを特徴とする請求項１に記載の排水処理方法。
前記ヤロウィア・リポリティカは、ＬＭ０２−０１１株（受託番号：ＮＩＴＥＰ−０１８１３）であることを特徴とする請求項２に記載の排水処理方法。
前記酵母を培養するステップは、
２５℃以上、３５℃以下の温度範囲の培養液において、０．６ｖｖｍ以上の給気量とするエアレーション条件下で行われることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の排水処理方法。
前記酵母を培養するステップは、１４時間以上行われることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の排水処理方法。