試験・研究 グリース阻集器の阻集効率に与えるエア レーション装置の影響 Experimental study on influence of the aeration equipment in grease interceptors to their retention efficiency 川谷 翔二*1、高地 進*2、小早川 香*3、小南 和也*4 1. はじめに グリース阻集器（以下、阻集器と呼ぶ）の維持管理に 2. 実験装置及び実験方法 2. 1 実験用阻集器 おいて大きな負担となっているのが阻集器の清掃であ 実 験 に は Ｌ800mm× Ｗ400mm× Ｈ600mm（ 水 深 る。東京都の立ち入り検査において、排水設備の中で「阻 320mm、実容量100L）のステンレス製の三槽式阻集器 集器の悪臭、浮遊物の状況」の不適率が最も高い事から を使用した。阻集器の側面1面は透明アクリル樹脂板に もその負担の大きさがうかがえる。 なっており内部を観察できるようにしている。阻集器の 近年、清掃作業軽減のため、油脂分解菌やオゾン注入 構造・寸法図を図-1に、外観を写真-1に示す。 等によるエアレーション装置が後付けされるケースが増 加している。しかしこうした現場の中には、排水ととも L- 50x50x3t SUS304 曲げ加工 に阻集されたグリースや残さが阻集器外へと流出する事 例が見受けられ、厨房系の排水管のみならず、共用排水 管、公共下水道管に対しても閉塞等の多大な影響を与え 流入口80A 流出口80A ることになる。 上面図 SHASE-S 217「グリース阻集器」1）では、エアレー ション装置の後付けを禁止しており、阻集器と一体とし て全ての性能を満足することとしている。しかし、油脂 分解菌やオゾンでのエアレーション装置の後付け設置を 認めている地方公共団体があることや、エアレーション 装置が阻集器に与える影響について明確な文献や研究が 少ないため、エアレーション装置の取扱いに苦慮してい るのが実情である。 62.5 12φ 906X506 L800 X W400 漕内部 200 120 整流板Ａ 3.0t SUS304 200 整流板Ｂ L-50x50x6t SUS304 100 H 600 653 (320) 80 160 48 整流板C ｱﾝｶｰ穴14φ 側面図 3 透明ｱｸﾘﾙ板 t15 ｺﾞﾑﾊﾟｯｷﾝ3tx40 100X50X6t SS400 図-1 阻集器の構造・寸法図（寸法単位：㎜） エアレーション条件を変化させて阻集性能の実験を実施 し、阻集効率への影響及び槽内の挙動に関して検討を行 った結果を報告する。 *1 KAWATANI Shoji：（一財）日本建築総合試験所 試験研究センター 環境部 環境試験室 *2 TAKACHI Susumu：ピーエーシー環境モード（株）、工学博士 *3 KOBAYAKAWA Kaori：（一財）日本建築総合試験所 試験研究センター 環境部 環境試験室 主査 *4 KOMINAMI Kazuya：（一財）日本建築総合試験所 試験研究センター 環境部 部長、博士（工学） 18 242.5 WL 本稿では、エアレーション装置が阻集器の阻集効率に 与える影響を把握することを目的に、実大阻集器を用い、 DT75 100 側面図 GBRC Vol.40 No.3 2015.7 2. 2 エアレーション装置 ョン装置を設置して、送風量、送風箇所を変更した6条 阻集器内底部には槽内に送風できるようにポンプを接 件（条件①～条件⑥）について阻集効率及び阻集状況の 続した送風パイプを設置し、経路上に設置した流量計で 比較を行った。なお、送風パイプの設置位置は各槽の中 送風量を設定した。また送風パイプによる違いを確認す 央とした。また、条件②において、送風パイプの違いに るために、直径2mmの空気穴を20mmピッチで設けた よる影響を把握するため、パイプ1とパイプ2で比較実 13Ａの塩化ビニル樹脂製のもの（以後、パイプ1と呼ぶ） 験を行った（条件②-2）。 と300μmの空気穴が全面に開いた樹脂製の散気管（以 たい積残さの阻集性能の実験条件を表-1に示す。 後、パイプ2と呼ぶ）の2種類の送風パイプを用意した。 エアレーション装置の全景を写真-2に、送風パイプの全 景を写真-3に示す。 なお、エアレーション装置を使用する場合は油脂分解 菌やオゾン等を投入するのが一般的であるが、本実験で はエアレーション自体が阻集器の阻集性能に与える影響 や槽内の挙動の把握を目的としているため、それらの分 (1)側面 解菌は投入していない。 (2)上面 写真-1 実験用阻集器 2. 3 実験方法 実験方法はSHASE-S 217に準拠した。実施した実験 項目はたい積残さ及びグリースの阻集性能の2項目と し、（1）式及び（2）式によりそれぞれの阻集効率を算 出した。実験装置の概要を図-2に示す。 グ リ ー ス の 阻 集 性 能 実 験 で は 流 入 回 数 は70回 と SHASE-S 217で規定されているが、これは清掃周期を 写真-2 エアレーション装置 考慮してキャパシティも評価するためである。本稿では 写真-3 送風パイプ （上：パイプ1、下：パイプ2） 阻集性能への影響度合いを評価するため、これまでの実 験経験より、その性能傾向をほぼ把握できる流入回数 流量計 20回を標準とし、一部50回実施した。 貯湯槽 ・・・・・・・(1) 送風ポンプ 残さ又はグリース グリース投入器 投入器 電磁弁 流量調整弁 ここに、 ER：残さの阻集効率［％］ Rt：投入された残さの質量［g］ Re：流出した残さの質量［g］ 流入管 阻集器 流出管 採集槽 ・・・・・・・(2) 図-2 実験装置の概要 ここに、 EG：グリースの阻集効率［％］ Gt：投入されたグリースの質量［g］ Ge：流出したグリースの質量［g］ 表-1 たい積残さの阻集性能における実験条件 送風箇所 送風量 (L/min) パイプの 設置場所 パイプの 種類 基本 ― ― ― ― ① 全槽 0 ② 全槽 各槽3 3 ③ 全槽 各槽2 0 ④ 全槽 各槽1 0 ⑤ 1 槽目と2 槽目 各槽3 3 ― ⑥ 2 槽目 33 ― ②-2 全槽 各槽33 条件 3. 実験条件 3. 1 たい積残さの阻集性能 １分間当たりの流入水量は実容量の75％（75L/min） とし、投入残さの量は１回当たり150gとした。エアレ ーション装置を設置しないものを基本とし、エアレーシ 特記事項 ― 送風しない ― 各槽中央 パイプ1 パイプ2 ― ― ― 注）一般的に送風量 100L/min のポンプが多く使われているため、それを 3 槽に均 等分配して最大 33L/min とした。 19 GBRC Vol.40 No.3 2015.7 3. 2 グリースの阻集性能 （1）流入回数20回までの検証 １分間当たりの流入水量はたい積残さの場合と同様の 75L/minとし、投入グリースの量は1回当たり375gとし た。たい積残さの阻集性能実験と同様にエアレーション 装置を設置しないものを基本とし、送風量を各槽33L/ minに固定して、エアレーションの送風箇所及び送風パ イプの設置場所の違いによる阻集効率の比較を行った。 表-2 グリースの阻集性能における実験条件 送風箇所 送風量 (L/min) 基本 ― ― Ａ 全槽 条件 Ｂ 全槽 Ｃ 全槽 Ｄ 2槽目 パイプの 設置場所 パイプの 種類 ― ― ― 1槽目中央※ 残さ②と同条件 1槽目流入口寄り※ ― 1槽目流出口寄り※ 中央 各槽 33 特記事項 Ｅ 2槽目 流入口寄り Ｆ 2槽目 流出口寄り ― パイプ1 残さ⑥と同条件 ― ― ※2 槽目と 3 槽目は中央に設置。 また、グリースの阻集箇所、阻集状態、槽内の挙動を観 察した。 グリースの阻集性能の実験条件を表-2に示す （2）流入回数50回までの検証 後述する20回までのグリースの阻集性能実験の結果 において、基本条件とエアレーションを行った場合とで (1)パイプ1 グリースの体積の増加やグリースの阻集傾向に相違がみ (2)パイプ2 写真-4 エアレーションの状況 られたため、条件Aにおいては、流入回数20回以上の傾 向を見るため、流入回数50回まで実験を実施し、グリ 全槽ｴｱﾚｰｼｮﾝ ースの阻集傾向の確認を行った。 4. 1 たい積残さの阻集性能 （1）送風パイプの比較 条件②と②-2において送風パイプの比較を行った結 果、パイプ1及びパイプ2ともに累積阻集効率で18％と 同程度の結果となった。またパイプ1に比べ、穴径の小 1･2 槽目 2 槽目 全槽 ﾊﾟｲﾌﾟ 2 使用 100 累積阻集効率（％） 4. 実験結果及び考察 ｴｱﾚｰｼｮﾝなし 80 33L/min 60 10L/min 33L/min 送風量 40 各槽 33L/min 20L/min 33L/min 20 98 99 18 32 48 47 62 18 基本 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ②-2 0 さいパイプ2ではより細かい気泡が出ることが予想され 条件 図-3 たい積残さ阻集性能測定結果 たが、本実験での送風量では、双方のパイプから排出さ れる気泡の状態に大きな違いはないことから、以後の実 験はパイプ1で行うこととした。各パイプでのエアレー ション状況を写真-4に示す。 流出側 流入側 （2）阻集効率及び阻集状況の比較 30回分のたい積残さの累積阻集効率測定結果を図-3 に、たい積残さの阻集状況を写真-5に示す。基本条件で は98％、条件①も99％と高い阻集効率となった。条件 ①の阻集効率がわずかに上がったのは、送風パイプを阻 (1)条件① 集器内底部に設置するため、残さが送風パイプに堰き止 められたものと考えられる。 エアレーションを実施した場合、いずれの条件も阻集 流出側 流入側 効率が低下した。特に条件②では、阻集効率18％と極 端に低下し、基本条件の1/5程度となった。 送風量で比較する（条件②～④）と送風量が多いほど 阻集効率が低下し、条件②で阻集効率18％、条件③で 32％、条件④で48％となった。 (2)条件② 写真-5 たい積残さの阻集状況 20 GBRC Vol.40 No.3 2015.7 送風箇所で比較する（条件②、⑤、⑥）と、送風箇所 性能を大きく低下させることが確認できた。 が多いほど阻集効率が低下し、条件②で、18％、条件 ⑤で47％、条件⑥で62％となった。 100 基本 これらの結果より、エアレーションの実施はたい積残 たエアレーションを行う槽数が多いほどその影響が大き くなることが確認された。 また、阻集状況も条件①では1槽目、2槽目にほとん 条件Ａ 各回阻集効率（％） さの阻集性能を大きく低下させ、送風量が多いほど、ま 90 Ｂ Ｃ Ｄ 80 Ｅ どの残さが阻集されているが、エアレーションを行った Ｆ 条件②では最終槽（3槽目）まで残さが到達しているこ 70 0 とから、エアレーションを行えば残さが阻集器内で攪拌 積阻集効率で98％となった。エアレーションを行うと、 累積阻集効率（％） 基本条件では阻集効率は安定しており、20回目の累 20 100 4. 2 グリースの阻集性能 効率測定結果を図-5に示す。 15 図-4 グリースの各回阻集効率測定結果 できた。 グリースの各回阻集効率測定結果を図-4に、累積阻集 10 流入回数（回） され、水流によって流出しやすい状態になることが確認 （1）阻集効率の比較 5 基本 条件Ａ 90 Ｂ Ｃ Ｄ 80 Ｅ Ｆ 全ての条件で阻集効率は低下した。また流入回数を重ね 70 ても阻集効率は安定せず、初期段階では著しく低下する 0 5 10 15 20 流入回数（回） ものの、5 ～ 10回程度を過ぎると性能が回復する傾向 図-5 グリースの累積阻集効率測定結果 が見られた。これはグリースが阻集器内にある程度溜ま ると、グリースの層が形成され、投入されたグリースが 100 着しやすくなり、その結果としてグリースの流出量が減 少するためと考えられる。 送風箇所で比較した場合、エアレーションを全槽で行 うもの（条件A ～ C）よりも、2槽目のみで行うもの（条 累積阻集効率（％） エアレーションによる上昇水流によってグリース層に付 基本 90 条件Ａ 80 条件Ｄ 件D ～ F）の方が阻集効率が低下した。送風パイプを槽 の中央に設置したもので比較する（図-6）と、条件Aの 70 0 5 20回目の累積阻集効率が91％であるのに対して、条件D 10 15 20 流入回数（回） では81％まで低下した。これはたい積残さの結果とは 図-6 送風箇所での比較 逆であり、単純にエアレーションを行う槽数だけが性能 100 また、送風パイプの設置場所を槽の流入口寄り、中央、 流出口寄りと変えて比較した場合、すべての条件で、流 出口寄り、流入口寄り、中央の順で阻集効率が低下する 傾向がみられた。2槽目のみエアレーションを実施した もので比較する（図-7）と、条件Dで累積阻集効率81％ 累積阻集効率（％） 低下の原因ではないと推測される。 基本 90 条件Ｄ 条件Ｅ 80 条件Ｆ 条件Eで83％、条件Fで91％という結果となった。これ はエアレーション装置の設置場所によって槽内に生じる 水流が異なることが大きな原因であると思われる。 いずれの場合でも、エアレーションはグリースの阻集 70 0 5 10 15 20 流入回数（回） 図-7 設置場所での比較 21 GBRC Vol.40 No.3 2015.7 （2）槽内挙動の比較 各条件の試験終了後のグリースの阻集状況を写真-6に 示す。 条件Bでは1槽目の流入口寄りに送風パイプを設置し ているため2槽目への移流が助長され、2槽目により多 くのグリースが阻集される結果となった。また、基本条 (1)基本条件 (2)条件Ｂ 件と阻集されたグリースを比較すると、エアレーション を行った条件Bの方が気泡を含んでいるためグリースの 見掛けの体積が増していることが確認された。 条件Cでは一般的な阻集位置である2槽目とは異なり、 1槽目にグリースが多く溜まる結果となった。これは1 槽目の流出口寄りに送風パイプが設置されているため、 グリースが2槽目に移流する前にエアレーションの上昇 (3)条件Ｃ (4)条件Ｄ (5)条件Ｅ (6)条件Ｆ 水流によって浮き上がり、1槽目にグリースが阻集され やすくなったためと考えられる。 1槽目でエアレーションを行わない条件D ～ Fでは、 どの条件においてもグリースは2槽目で阻集された。条 件Dでは最終槽（3槽目）までグリースが流れており、 阻集効率も低いことから、最終槽へのグリースの移流が 写真-6 グリースの阻集状況（左：流入側、右：流出側） 阻集効率に大きく影響を与えていることがわかる。 以上の結果より、エアレーションを行った際のグリー スの阻集位置は送風パイプの設置位置によって大きく異 なることが確認できた。これは阻集器内でのエアレーシ 流入側 ョンに起因した槽内の水流がパイプの設置場所によって 流出側 大きく異なることによるものと推測される。 （3）流入回数50回の阻集効率実験結果 条件Aにおいて実施した流入回数50回目までの測定結 果を図-8に、試験終了後のグリースの阻集状況を写真-7 に示す。20回目を超えた後も性能は少しずつ回復傾向 写真-7 グリースの阻集状況（条件Ａ、50回目） を示すが、30回目前後から少しずつグリースの流出が 多くなり、阻集効率の低下を招いていることが確認でき た。これは1槽目にエアレーションを実施したことによ 100 ぎたあたりから1槽目の阻集限界に到達し、流出してし まったためと考えられる。 以上の結果より、グリース内におけるエアレーション は初期性能の低下のみならず、グリースの見掛けの体積 阻集効率（％） り、グリースが1槽目に集中して阻集され、30回目を過 90 各回 累積 80 の増加により、グリースの阻集限界を早めてしまう恐れ があることが確認できた。 70 0 5. おわりに 阻集器にエアレーション装置を付加した場合の阻集性 能への影響を検討するため、実大阻集器を用いて実験を 行った。その結果、エアレーションはたい積残さ及びグ 22 10 20 30 40 流入回数（回） 図-8 50回のグリース阻集性能測定結果 50 GBRC Vol.40 No.3 2015.7 リースの阻集性能を低下させることが確認できた。その 影響は、たい積残さでは送風量やエアレーションを行う 槽数、グリースでは槽数だけでなく、送風パイプの設置 位置などの細かい条件によっても変化した。 また、エアレーション装置の付加は阻集効率だけでな くグリースの阻集場所や阻集されたグリースの状態な ど、槽内の挙動にも大きな影響があることが確認できた。 なお本稿は、既発表の参考文献2）及び3）の内容を 中心にして、関連した実験データ等追加して再編したも のである。 【参考文献】 1）SHASE-S 217-2008「グリース阻集器」，空気調和・衛生工 学会 2）川谷翔二・高地 進・小早川香・小南和也：グリース阻集 器におけるエアレーション装置が阻集効率に与える影響，日 本建築学会学術講演梗概集（近畿），pp.653-654，2014年 3）川谷翔二・高地 進・小早川香・小南和也：グリース阻集 器にエアレーション装置を付加した場合の阻集性能の変化と 槽内挙動に関する検討，空気調和・衛生工学会論文集（東北）， pp.241-244，2014年 【執筆者】 *1 川谷 翔二 （KAWATANI Shoji） *2 高地 進 *3 小早川 香 （TAKACHI Susumu） （KOBAYAKAWA Kaori） *4 小南 和也 （KOMINAMI Kazuya） 23
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