JP2002113301A

JP2002113301A - 油水分離装置

Info

Publication number: JP2002113301A
Application number: JP2000310030A
Authority: JP
Inventors: Yosuke Yamada; 要輔山田; Sakiko Terasawa; 防子寺澤; Mikio Hiramatsu; 幹雄平松
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-04-16

Abstract

(57)【要約】【課題】微細油滴を効果的に水から分離する。【解決手段】微細油滴が混入した油混入水Ｗは、油凝
集筒２内を下方から上方に向かって流される。このと
き、撥水・撥油性のある粒材層８の粒材８ａの表面で微
細油滴が弾かれ油の親和力により微細油滴同志が結合・
成長して粗粒化する。更に、繊維材層７を通過する際に
も、微細油滴同志が結合・成長して粗粒化する。粗粒化
した油滴Ｙ１を含む油混入水Ｗは貯留部９にて貯溜され
る。そうすると、油滴Ｙ１同志が結合して油膜Ｙ２とな
って浮かび、油膜Ｙ２は油滴Ｙ１を次々と取り込んで厚
くなり、越流壁１０を越えていく。これにより、油水分
離ができる。また、目詰まりが発生した際には、ドレン
管１３，１４から液を抜くことにより、粒材８ａが下方
に落下して逆洗が行われ、目詰まりが解消する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は油水分離装置に関
し、水に混入した微細油滴を、効果的に粗粒化して油膜
に成長させることにより水から分離するとともに、目詰
まりを簡単に解消することができるように工夫したもの
である。

【０００２】

【従来の技術】切削加工や研磨作業をした際に生じる処
理水や、メッキ部品を水洗処理した油混入水には、微細
油滴や微細金属粉等の微細塵が混入している。このよう
な油混入水は公害の原因になるので、油水分離して油分
を除去する浄化処理をする必要がある。

【０００３】このような油混入水に混入している微細油
滴や塵は微細であり、油は分散油状態のみならずエマル
ジョン状態になっていることもある。このため、このよ
うな油混入水を静置したとしても、油や金属粉と、水と
は分離することはない。つまり、油は、比重が０．８〜
０．８５であるにもかかわらず、微細であるため水の表
面に浮かんでくることはなく、また、水中で凝集して大
きな塊となることもない。また、金属粉も微細であるた
め沈殿することはない。

【０００４】そこで従来では、このような油混入水から
油や金属粉を分離するため、カートリッジ式のコアレッ
サー（油水分離器）が使用されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、油混入水をコ
アレッサーに通すと、混入している油や金属粉や汚れ等
により、コアレッサーは短時間で目詰まりしてしまう。
かかる不具合を防ぐために、コアレッサーで濾過処理す
る前に、網目径が１ミクロン程度の前処理フィルターに
より前処理濾過してから、コアレッサーにより油水分離
をしていた。しかし、汚れの激しい油混入水では前処理
フィルターやコアレッサーが短時間で目詰まりしてい
た。このため、微粒子状の油が多量に混じった汚れの激
しい油混入水を水と油に分離することは事実上、極めて
困難であった。

【０００６】本発明は、上記従来技術に鑑み、微粒子状
の油が多量に混じった汚れの激しい油混入水を水と油に
分離することができるとともに、目詰まりをしても逆洗
が可能な油水分離装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の構成は、多数の粒材を集積してなり、油混入水が流
通する粒材層と、繊維材を堆積してなり、前記粒材層を
通過してきた油混入水が流通する繊維材層と、前記繊維
材層を流通してきた油混入水を溜めることにより、油滴
を凝集成長させて油膜として水の表面に浮上させる貯留
部と、を有することを特徴とする。

【０００８】また本発明の構成は、多数の粒材を集積し
てなり、油混入水が流通する粒材層と、繊維材を堆積し
てなり、前記粒材層を通過してきた油混入水が流通する
繊維材層と、前記繊維材層を流通してきた油混入水を溜
めることにより、油滴を凝集成長させて油膜として水の
表面に浮上させる貯留部と、貯留部に浮上した油膜を除
去する油膜除去手段と、を有することを特徴とする。

【０００９】また本発明の構成は、油混入水を下方から
上方に通す油凝集筒と、繊維材を堆積してなり、前記油
凝集筒の内部に張り渡された状態で配置された繊維材層
と、前記油凝集筒の内部で且つ前記繊維材層よりも下方
の空間に、多数の粒材を備えてなる粒材層と、前記油凝
集筒の上面から出てきた油混入水を溜める貯留部と、を
有することを特徴とする。

【００１０】また本発明の構成は、油混入水を下方から
上方に通す油凝集筒と、繊維材を堆積してなり、前記油
凝集筒の内部に張り渡された状態で配置された繊維材層
と、前記油凝集筒の内部で且つ前記繊維材層よりも下方
の空間に、多数の粒材を備えてなる粒材層と、前記油凝
集筒の外周側に配置され、油凝集筒との間で油混入水を
溜める貯留部を形成する外筒と、前記貯留部に溜めた油
混入水の表面に浮上した油膜を除去する油膜除去手段
と、を有することを特徴とする。

【００１１】また本発明の構成は、前記油膜除去手段
は、油膜が越流壁を越流することにより油膜を除去する
オーバーフロー機構であったり、前記粒材は、比重が１
よりも小さい浮上型の粒材であることを特徴とする。

【００１２】また本発明の構成は、前記粒材は、撥水・
撥油性または親油性があることを特徴とする。更に、親
油性の粒材を密集してなり、前記貯留部に浮上した油膜
を通過させる油膜通過部が備えられていることを特徴と
する。

【００１３】

【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞以下に本発
明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は
本発明の第１の実施の形態にかかる油水分離装置１を示
す。同図に示すように、この油水分離装置１では、中心
に油凝集筒２が配置され、油凝集筒２の外周側に同心状
に外筒３が配置されている。外筒３の上端は油凝集筒２
の上端よりも高くなっており、両筒２，３の底面は底板
４により塞がれている。

【００１４】油凝集筒２の内部には、上下方向に離間し
て上金網５と下金網６が張り渡されている。更に、油凝
集筒２の内部で且つ上金網５の直下には、繊維材層７が
張り渡された状態で配置されている。この繊維材層７
は、グラスウールやフエルト等の繊維材を堆積して形成
したものである。

【００１５】また、油凝集筒２の内部で且つ繊維材層７
と下金網６との間の空間には、多数の粒材８ａを備えて
なる粒材層８を備えている。粒材８ａは、直径が０．１
〜１０ｍｍ程度の浮上セラミックス粒である。浮上セラ
ミックス粒は、粒状のセラミックスを高温焼成したもの
であり、撥水・撥油性を有すると共に比重が１よりも小
さく水に対して浮上する。なお、粒材８ａとしては、ポ
リフッ化エチレン（テフロン：商品名）の粒や、各種の
粒材（例えばポリスチレンフォームやポリオレフィンフ
ォームにより形成した発泡体の粒）の表面にポリフッ化
エチレン（テフロン：商品名）をコーティング( テフロ
ンコーティング、フッ素コーティング）して撥水・撥油
性をもたせた粒を用いることもできる。なお、下金網６
の網目径は、粒材８ａの粒径よりも小さくなっており、
粒材８ａが下金網６から下方に落ちこぼれることはな
い。

【００１６】油凝集筒２の外周面と外筒３の内周面との
間の空間は、貯留部９となっている。また、外筒３の内
周には、越流壁１０が接続されている。本実施の形態で
は越流壁１０の上端は、油凝集筒２の上端と同じ高さと
なっている。そして越流壁１０と外筒３とで囲まれた空
間に連通する状態で、油排出管１１が外筒３に接続され
ている。そして、後述するように、越流壁１０と油排出
管１１が油膜除去手段となっている。

【００１７】底板４には、油凝集筒２の内部空間に連通
する状態で、供給管１２及びドレン管１３が接続されて
おり、油凝集筒２と外筒３との間の空間に連通する状態
で、ドレン管１４が接続されている。ドレン管１３，１
４には、バルブが介装されている。また、油凝集筒２と
外筒３との間の空間に連通する状態で、外筒３に取出管
１５が接続されている。

【００１８】槽２０には、微細油滴が分散油状態または
エマルジョン状態になって混入している油混入水Ｗが貯
溜されており、この油混入水Ｗは、ポンプＰにより、供
給管１２を介して油凝集筒２の底部に供給される。供給
された油混入水Ｗは、油凝集筒２の内部を下方から上方
に流通し、油凝集筒２の上面から溢れ、貯留部９に入
る。更に、貯留部９すなわち油凝集筒２と外筒３の間の
空間に溜まった油混入水Ｗは、取出管１５を通って取り
出される。

【００１９】油凝集筒２内に油混入水Ｗが供給される
と、粒材８ａは浮上し相互に集積・凝集して緊密な粒材
層８となる。この粒材層８の粒材８ａと粒材８ａとの隙
間を油混入水Ｗが流通する。粒材８ａは撥水・撥油性を
有しているため、分子レベルで見ると、水分子は粒材８
ａの表面で弾かれ、弾かれた水分子同志が結合し、一
方、微細油滴は粒材８ａの表面で弾かれ、弾かれた微細
油滴同志が凝集・結合する。つまり、水同志の親和性に
より、弾かれた水分子が結合し、油同志の親和性により
微細油滴が凝集・結合していく。このため、油滴は粒材
層８を通過して、粒材８ａの表面で弾かれて凝集・結合
していく毎に成長して粗粒化していく。なお、油混入水
Ｗに混入していた微細塵は、粒材層８がフィルタの機能
を果たして除去されていく。

【００２０】粒材層８を通過してきた油混入水Ｗは、今
度は、繊維材層７を通過する。油混入水Ｗが繊維材層７
を通過すると、微細油滴は一時的に繊維材に付着し、そ
の後新たな油滴と合一成長して粗大化し、ある程度の大
きさになると繊維材から脱離する。このような原理によ
り、油滴は更に粗粒化・粗大化する。粗粒化した油滴Ｙ
１を含む油混入水Ｗは、油凝集筒２の上面から溢れ、貯
留部９に入る。

【００２１】貯留部９では、油混入水Ｗが一時的に貯溜
される。このように貯溜されると、油混入水Ｗに混入し
ている粗粒化した油滴Ｙ１は、表面張力により相互に引
張りあって結合し、油膜Ｙ２となって浮上する。また油
混入水Ｗ中の油滴Ｙ１は、油の親和力により油膜Ｙ２に
次々と吸引されていく。このようにして、油膜Ｙ２は厚
くなっていき、油混入水Ｗ中の油分が減少していく。

【００２２】このように一旦、油膜Ｙ２となると、この
油膜Ｙ２が水に再混入することは殆ど無くなる。そし
て、貯留部９における油膜Ｙ２（油滴Ｙ１を含む）の高
さが高くなると越流壁１０を越え、油膜Ｙ２（油滴Ｙ１
を含む）が油排出管１１を介して排出される。つまり、
油混入水Ｗから油分を除去することができる。即ち、越
流壁１０と油排出管１１でなるオーバーフロー機構によ
り油膜の除去ができる。

【００２３】油分がある程度除去された油混入水Ｗは、
取出管１５を介して取り出され、再び槽２０に戻され
る。そして、油凝集筒２内を流通、油膜の除去、という
上述した動作を繰り返すことにより、油混入水Ｗ中の油
分を粗粒化・油膜化して確実に除去することができる。

【００２４】油混入水Ｗ中から油を除去したら、除去後
の液体は再利用したり、別の浄化処理をして排出され
る。なお、油凝集筒２内を１回通すだけで完全に油水分
離ができる場合には、取出管１５を介して取り出した液
体は、槽２０に戻すことなく、再利用したり、別の浄化
処理をして排出される。

【００２５】粒材層８に多量の塵が詰まってきたら、油
混入水Ｗの供給をやめ、ドレン管１３，１４のバルブを
開き油混入水Ｗを下方に抜く。そうすると、浮上してい
た粒材８ａが下方に落ちて、下金網６の上に堆積すると
ともに、油混入水Ｗが上方から下方に逆流して、塵によ
る詰まりを解消する。更に、この状態で、外筒３及び油
凝集筒２の上方から、綺麗な水( 水道水等）を供給して
逆洗をすることにより、塵の詰まりを更に確実に解消す
ることができる。

【００２６】なお図１に示す実施の形態では、粒材８ａ
として比重が１より小さい浮上タイプの粒材を採用して
いるが、比重が１以上の浮上しないタイプの粒材８ａを
用いることもできる。この場合には、油凝集筒２の内部
の繊維材層７と下金網６との間の空間に、浮上しないタ
イプの粒材を充満させるように構成することが望まし
い。

【００２７】更に、浮上しないタイプの粒材８ａを用い
るときであっても、油凝集筒２の内部を下方から上方に
向かって速い流速でもって油混入水Ｗを流通させるよう
にすれば、油凝集筒２の内部の繊維材層７と下金網６と
の間の空間に、このタイプの粒材を充満させなくてもよ
い。これは、速い流速により粒材が上方に押しやられて
集積・凝集して緊密な粒材層８を形成するからである。

【００２８】また、貯溜部９に浮かんだ油膜Ｙ２は、越
流壁１０を越えてから油排出管１１を介して排出される
ようにしているが、越流壁１０を設けることなく、油膜
Ｙ２が浮かんで堆積する位置（高さ）に油排出管１１を
備えるだけでもよい。また吸引等の他の手段により、油
膜Ｙ２の除去をすることもできる。

【００２９】＜第２の実施の形態＞次に本発明の第２の
実施の形態にかかる油水分離装置１Ａを、図２を参照し
て説明する。この油水分離装置１Ａでは、油凝集筒２の
内部のうち、上金網５と下金網６との間の空間に、粒材
１８ａを充填して粒材層１８を形成している。この粒材
１８ａは、直径が０．６ｍｍ程度のポリスチレンフォー
ム（発泡スチロール）の粒であり、親油性を有してい
る。

【００３０】また、油凝集筒２の外周面と外筒３の内周
面との間の空間、即ち、貯留部９の空間には、撥油透液
層１９が張り渡されて配置されており、この撥油透液層
１９により貯留部９の空間は上下に分割されている。こ
の撥油透液層１９は、ポリフッ化エチレン（テフロン）
のメッシュを張り渡して形成している。なお、撥油透過
層１９を、上下のメッシュの間に撥油粒材を充填してな
る撥油粒材層により形成することもできる。

【００３１】更に、越流壁１０の頂部には、油膜透過部
２５が設けられている。この油膜透過部２５は、図３に
も示すように、メッシュ材で形成した袋部材２５ａの内
部に、親油性の粒材２５ｂを緊密に充填して密集させた
ものである。粒材２５ｂは、発泡スチロールの粒やポリ
プロピレンの粒であり、親油性がある。

【００３２】なお他の部分の構成は、図１に示す第１の
実施の形態と同様であり、同一機能を果たす部分には同
一符号を付し、重複する説明は省略する。

【００３３】第２の実施の形態にかかる油水分離装置１
Ａでは、油凝集筒２内に油混入水Ｗが供給され下方から
上方に流通すると、油混入水Ｗはまず粒材層１８の粒材
１８ａと粒材１８ａとの隙間を流通する。粒材１８ａは
親油性を有しているため、微細油滴は粒材１８ａの表面
に付着し、付着した微細油滴同志は表面張力により凝集
・結合していく。このため、油滴は粒材１８ａの表面で
凝集・結合して成長して粗粒化していく。ある程度の大
きさになると、粗粒化した油滴は粒材１８ａから脱離
し、再び上方の粒材１８ａへの付着、結合・粗粒化、脱
離という動作を繰り返しつつ、次第に粗粒化が進行して
いく。

【００３４】粒材層１８を通過してきた油混入水Ｗは、
今度は、繊維材層７を通過する。油混入水Ｗが繊維材層
７を通過すると、微細油滴は一時的に繊維材に付着し、
その後新たな油滴と合一成長して粗大化し、ある程度の
大きさになると繊維材から脱離する。このような原理に
より、油滴は更に粗粒化・粗大化する。粗粒化した油滴
Ｙ１を含む油混入水Ｗは、油凝集筒２の上面から溢れ、
貯留部９に入る。

【００３５】貯留部９では、油混入水Ｗが一時的に貯溜
される。このように貯溜されると、油混入水Ｗに混入し
ている粗粒化した油滴Ｙ１は、表面張力により相互に引
張りあって結合し、油膜Ｙ２となって浮上する。また油
混入水Ｗ中の油滴Ｙ１は、油の親和力により油膜Ｙ２に
次々と吸引されていく。このようにして、油膜Ｙ２は厚
くなっていき、油混入水Ｗ中の油分が減少していく。

【００３６】このように一旦、油膜Ｙ２となると、この
油膜Ｙ２が水に再混入することは殆ど無くなる。そし
て、貯留部９における油膜Ｙ２（油滴Ｙ１を含む）の高
さが高くなると越流壁１０を越え、油膜通過部２５を通
過していく。このとき、油膜通過部２５の粒材２５ｂは
親油性を有しているため、油膜Ｙ２の油分は粒材２５ｂ
の表面に沿い通過し易いが、油膜Ｙ２に含まれていた水
分は粒材２５ｂの親油性により弾かれ通過しにくい。し
たがって、油膜通過部２５を通過してきた油膜Ｙ２には
水分が少なく油成分の純度が高くなっている。このよう
に油純度が高くなった油膜Ｙ２（油滴Ｙ１を含む）は油
排出管１１を介して排出される。

【００３７】このようにして、油混入水Ｗから油分を除
去することができる。即ち、越流壁１０と油排出管１１
でなるオーバーフロー機構により油膜の除去ができる。
しかも、分離除去した油膜Ｙ２の油純度は高くなってお
り、この油膜Ｙ２を油として回収し再使用することもで
きる。このように、油混入水Ｗ中の油分を粗粒化・油膜
化し油膜Ｙ２として確実に除去することができる。

【００３８】貯留部９において乱流が生じて、油滴を含
む液体が貯留部９の下部に流れ込もうとした場合には、
この油滴は撥油透液層１９において粗粒化されて粒の大
きな油滴となり浮上する。このため、撥油透液層１９よ
りも下方には、油分は進入することはない。このため確
実な油水分離ができる。

【００３９】なお、図１及び図２に示す実施の形態で
は、油凝集筒２の外周に、外筒３を同心状に配置してい
るが、外筒３を同心状に配置する必要はなく、油凝集筒
２の外周側に外筒３を併置する状態としてもよい。

【００４０】また粒材層に用いる粒材としては、撥水・
撥油性や親油性のない粒材（例えば直径が０．８〜１．
２ｍｍ程度のセラミックス粒）を用いることもできる。
この場合には、油混入水が粒材の間の微細な隙間を流通
する際に、表面張力により微細油滴同志が結合したり、
微細油滴が粒材に一時的に付着しこの付着油滴に他の油
滴が結合したりして粗粒化が行われる。これにより、粗
粒化を促進することができる。

【００４１】

【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように本発明では、粒材層にて撥水・撥油性や親油性の
ある粒材の表面で微細油滴が凝集・集合して粗粒化する
という優れた効果が得られ、更に、繊維材層にて微細油
滴の粗粒化がより進行する。この結果、粗粒化した油滴
は貯留部にて簡単に油膜となり浮上するため、油膜を簡
単に除去して油水分離が確実にできる。また、逆洗処理
により目詰まりを簡単に解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる油水分離装
置を示す構成図。

【図２】本発明の第２の実施の形態にかかる油水分離装
置を示す構成図。

【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる油水分離装
置で用いる油膜通過部を示す構成図。

【符号の説明】

１，１Ａ油水分離装置２油凝集筒３外筒４底板５上金網６下金網７繊維材層８，１８粒材層８ａ，１８ａ粒材９貯留部１０越流壁１１油排出管１２供給管１３，１４ドレン管１５取出管１９撥油透液層２０槽２５油膜通過部Ｗ油混入水Ｙ１油滴Ｙ２油膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｂ０１Ｄ 17/04 ５０１Ｂ０１Ｄ 17/04 ５０１Ｄ５０１ＨＢ２４Ｂ 57/02 Ｂ２４Ｂ 57/02 Ｃ０２Ｆ 1/40 Ｃ０２Ｆ 1/40 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】多数の粒材を集積してなり、油混入水が
流通する粒材層と、繊維材を堆積してなり、前記粒材層を通過してきた油混
入水が流通する繊維材層と、前記繊維材層を流通してきた油混入水を溜めることによ
り、油滴を凝集成長させて油膜として水の表面に浮上さ
せる貯留部と、を有することを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】多数の粒材を集積してなり、油混入水が
流通する粒材層と、繊維材を堆積してなり、前記粒材層を通過してきた油混
入水が流通する繊維材層と、前記繊維材層を流通してきた油混入水を溜めることによ
り、油滴を凝集成長させて油膜として水の表面に浮上さ
せる貯留部と、前記貯留部に浮上した油膜を除去する油膜除去手段と、を有することを特徴とする油水分離装置。
【請求項３】油混入水を下方から上方に通す油凝集筒
と、繊維材を堆積してなり、前記油凝集筒の内部に張り渡さ
れた状態で配置された繊維材層と、前記油凝集筒の内部で且つ前記繊維材層よりも下方の空
間に、多数の粒材を備えてなる粒材層と、前記油凝集筒の上面から出てきた油混入水を溜める貯留
部と、を有することを特徴とする油水分離装置。
【請求項４】油混入水を下方から上方に通す油凝集筒
と、繊維材を堆積してなり、前記油凝集筒の内部に張り渡さ
れた状態で配置された繊維材層と、前記油凝集筒の内部で且つ前記繊維材層よりも下方の空
間に、多数の粒材を備えてなる粒材層と、前記油凝集筒の外周側に配置され、油凝集筒との間で油
混入水を溜める貯留部を形成する外筒と、前記貯留部に溜めた油混入水の表面に浮上した油膜を除
去する油膜除去手段と、を有することを特徴とする油水分離装置。
【請求項５】請求項２または請求項４において、前記
油膜除去手段は、油膜が越流壁を越流することにより油
膜を除去するオーバーフロー機構であることを特徴とす
る油水分離装置。
【請求項６】請求項１乃至請求項５の何れか一項にお
いて、前記粒材は、比重が１よりも小さい浮上型の粒材
であることを特徴とする油水分離装置。
【請求項７】請求項１乃至請求項６の何れか一項にお
いて、前記粒材は、撥水・撥油性を有することを特徴と
する油水分離装置。
【請求項８】請求項１乃至請求項６の何れか一項にお
いて、前記粒材は、親油性を有することを特徴とする油
水分離装置。
【請求項９】請求項１乃至請求項８の何れか一項にお
いて、親油性の粒材を密集してなり、前記貯留部に浮上
した油膜を通過させる油膜通過部が備えられていること
を特徴とする油水分離装置。