JP2003260306A - 油水分離方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】圧縮空気の吹き込みによる油粒子の凝集処理と
吸着材による吸着処理とをより効果的に組み合わせ、吸
着材の能力を十分発揮させることのできる、コンパクト
で維持コストが安く、処理水の品質が高いドレンの油水
分離方法を提供する。 【解決手段】ドレン入口及びドレン出口と、空気吹き込
み手段に連通した空気吹き込み口とを備えた空気吹き込
み槽と、空気吹き込み槽のドレン出口管に接続されたド
レン入口とドレン出口を備え、内部に油吸着材を充填し
た吸着槽とからなる油水分離装置において、前記空気吹
き込み槽及び吸着処理槽が密閉槽であり、空気吹き込み
槽のドレン入口には逆止弁を設け、ドレン水に含まれる
微細な油粒子を圧縮空気の気泡により凝集させ、高圧の
まま油吸着材を充填した吸着槽に導入して吸着材に接触
させることを特徴とするドレン水の油水分離方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油粒子を含むコン
プレッサーのドレンを油水分離して放流可能な処理水と
するためのシステムにおいて、特に、多孔質素材からな
る油吸着材の性能を最大限に発揮させるための方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】工場等で使用されるコンプレッサー等か
らはドレントラップを介して常時ドレン水が排出されて
いる。ドレン水は油分を含むので、ドレン配管に油水分
離装置を設けて油分の分離を行い環境基準を満たす一定
の品質まで水質を改善してから放流する必要がある。一
般的に、油水分離の方法としては、比重差による浮上分
離、疎水コロイドに少量のイオンを加える凝析、微細気
泡による凝集（補集）、活性炭や吸着材による吸着が知
られている。

【０００３】単純な油粒子や電解により帯電除去された
コンプレッサドレンの油粒子を速やかに凝集浮上させる
ために、ドレン水に空気を吹き込み発生する気泡で吸
着、振動、攪拌させる方法は既に知られている。特許第
２６９１１１９号明細書記載の発明は、分離槽、電解
槽、浮上層を備えた電解法による密閉加圧式油水分離器
において、前期分離槽と電解槽の間に空気（気泡）溶解
器と減圧弁とを設けている。油分は電解処理によって生
成されるスラッジに凝集吸着させ、空気溶解器で吹き込
まれた気泡によってフロックの浮上を助長させ、分離し
ている。

【０００４】特許第２５７３８９９号明細書記載の発明
は、原液を加圧供給する加圧ポンプと、加圧気体を供給
するコンプレッサと、液中に気体を溶解させる気液混合
手段と、加圧液を受け入れる加圧タンクと、一定圧力で
開放し気体が溶解した液体を放出する圧力弁とを接続し
ている。すなわち液中に圧力下で気体を溶解させておい
て処理水に混合し、圧力を開放して微細気泡を生成して
油分を浮上させる。

【０００５】特開平１１−１１４３０４号の発明は、油
水の受入口と分離水の排出管とを備えた貯溜槽からなる
浮上油分離手段と、前記排出管を介して前記貯溜槽と連
結する電解槽中にアルミニウム電極を収納して成る電解
分離手段と該電解分離手段によって処理された電解処理
水の入口と出口とを備え内部に吸着材を収納して成る吸
着処理室を有する吸着分離手段とを備えた油水分離装置
を提案している。ドレン水に混合した油分は、電解槽で
フロックを凝集浮上分離させた後、電解槽の水頭圧によ
って吸着槽底部に送られ、吸着槽内で空気で攪拌しなが
ら吸着させている。

【０００６】

【発明が解決すべき課題】吸着材による油水分離方法
は、吸着材が十分に機能すれば、装置の構成が簡単で、
しかも分離精度に優れているが、吸着材を定期的に交換
する必要があり、特に吸着すべき油分の負荷が大きい
と、吸着材の寿命が短くなってしまう欠点がある。工業
的に製造される油吸着材は吸着できる油の量は多いが、
構造が均一化されているので、効率よく吸着できる油粒
子の大きさに限界があり、きわめて微細な油粒子や粗大
化した油粒子の吸着には十分な性能を発揮できない。一
方、活性炭のような天然の多孔質吸着材料は様々な孔径
を有するが、粗大化した油粒子に使用すると能力の一部
しか使用できず、大容積を必要としたりひんぱんな交換
が必要となる。

【０００７】特開平１１−１１４３０４号の油水分離方
法では、電解処理によって析出したフロックを浮上分離
させた後、ドレン水を水頭圧の差によって吸着槽へ送っ
ているが、上記の理由により、吸着処理する前のドレン
に粗大化した油粒子が多く含まれていると吸着材の能力
が十分に発揮されない場合があり、また浮上分離手段を
設けるため装置が比較的大型になる問題があった。

【０００８】本発明は、圧縮空気の吹き込みによる油粒
子の凝集処理と吸着材による吸着処理とをより効果的に
組み合わせ、吸着材の能力を十分発揮させることのでき
る、コンパクトで維持コストが安く、処理水の品質が高
いドレンの油水分離方法を提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、ドレ
ン水に含まれる微細な油粒子を圧縮空気の気泡により凝
集させ、高圧のまま油吸着材を充填した吸着槽に導入し
て吸着材に接触させることを特徴とするドレン水の油水
分離方法により上記の課題を解決する。

【００１０】コンプレッサー等から排出されるドレン水
は、単純な油粒子と帯電した油粒子とを含んでいるが、
本発明の気泡油水分離方法はこのうち単純な油粒子を含
むドレン水を処理対象とするものである。従ってスクリ
ュー型コンプレッサードレンのように単純な油粒子を主
とするドレン水の場合にはそのまま処理できるが、高圧
コンプレッサーやレシプロ型コンプレッサーなど高温高
圧環境で発生したドレン水のように帯電した油粒子を多
く含むドレン水では、あらかじめ前処理により帯電を除
去しておく必要がある。前処理の方法としては、本出願
人の同日の出願「油水分離装置における油粒子の帯電除
去方法及び装置」に係る帯電除去方法が使用できる。

【００１１】本発明の油水分離方法では、まずドレン水
に含まれる微細な油粒子を圧縮空気の気泡により凝集さ
せる。微細な油粒子を含むドレン水に圧縮空気による気
泡を吹き込むと、気泡の表面に多数の油粒子が吸着し、
油粒子の凝集が促進される効果がある。気泡が細かいほ
ど、体積に対する表面積の割合が高いので、空気量当た
りの油粒子の凝集効果が高くなる。

【００１２】本発明の方法では、次に凝集した油粒子を
含むドレン水を高圧のまま油吸着材を充填した吸着槽に
導入して吸着材に接触させる。気泡は油粒子の凝集のた
めには微細である程よいが、吸着材での吸着には一定の
最適な大きさとするほうがよい。気泡は油粒子よりもず
っと大きいので、凝集によって生じる粒子の大きさは、
気泡の大きさすなわち容器内の圧力によってほぼ定ま
る。そこで、容器内の圧力を調節することにより吸着材
と接触するときの粒子の大きさを制御できる。すなわ
ち、気泡により油粒子の凝集を助けると同時に、吸着し
やすい最適径の泡を形成できるよう、気泡形成時および
吸着時の容器内の圧力を積極的にコントロールするもの
である。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１の油水分
離方法において前記吸着槽の入口における液圧が１５０
ＫＰａ以上であることを特徴とするものである。吸着材
と接触する時の容器内の圧力は、３〜４気圧（３００〜
４００ＫＰａ）程度あれば理想的であるが、その分だけ
空気吹き込み手段における圧縮空気の消費量も増えるの
で問題となる。実用上は、接触時の圧力が１．７５気圧
（１７５ＫＰａ）程度あれば相当の効果が得られる。一
方、空気送り込み槽内の正圧が０．５気圧以下であると
ドレン入口における逆止弁の作動が不安定となったり、
吸着槽において後述する吸着材押し込みによる攪拌効果
が得られなくなるので、容器内の圧力は最低でも１．５
気圧（１５０ＫＰａ）以上であることが望ましい。そこ
で請求項２の発明は、最低圧力を１５０ＫＰａ以上とし
ている。

【００１４】請求項３記載の発明は、ドレン入口及びド
レン出口と、空気吹き込み手段に連通した空気吹き込み
口とを備えた空気吹き込み槽と、空気吹き込み槽のドレ
ン出口管に接続されたドレン入口とドレン出口を備え、
内部に油吸着材を充填した吸着槽とからなり、前記空気
吹き込み槽及び吸着処理槽が密閉槽であり、空気吹き込
み槽のドレン入口には逆止弁を設けたことを特徴とする
油水分離装置により、上記の課題を解決する。

【００１５】ドレン配管を、空気吹き込み口を備えた空
気吹き込み槽に接続し、次いで、内部に吸着材を充填し
た油吸着槽に接続する。空気吹き込み口は圧縮空気源に
連通する空気吹き込み手段に接続されている。空気送り
込み槽と油吸着槽はいずれも密閉槽であり、空気送り込
み槽のドレン入口管には逆止弁が設けられているので、
圧縮空気の吹き込みにより容器内は高圧となる。空気吹
き込み圧力は流量調節弁等の手段により調節することが
できる。

【００１６】請求項４記載の発明は、請求項３の吸着槽
のドレン出口管にさらに流通抵抗体を設けたことを特徴
とする油水分離装置により、上記の課題を解決する。容
器内の圧力は油吸着槽の吸着材を通過する毎に流通抵抗
により低下するが、油吸着材のドレン出口管にさらに絞
り手段などの流通抵抗体を設ければ、容器内の圧力低下
を押さえ、油粒子を吸着に適する状態に維持することが
できる。

【００１７】上記の吸着槽の下流に、流通抵抗体を兼ね
て、活性炭を充填した吸着槽や重力分離槽をさらに設け
てもよい。活性炭を使用すれば臭気や水溶性物質を除く
ことができるので、処理水の品質を一層向上させること
ができる。また重力分離槽は簡易な方法で、一定時間放
置し、浮上してきた油を分離することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の具体的な実施形態について説明する。図１におい
て、１は前処理槽、２はドレン送り込み手段、３は電解
槽、４は空気吹き込み槽、５は１次吸着槽、６は２次吸
着槽、７は制御手段を示す。

【００１９】コンプレッサ等で発生したドレン水は、ま
ず圧縮空気の除去とドレンの粗取りの機能を有する前処
理槽１に導入され、容器の下部に貯溜される。ドレン送
り込み手段２は前処理槽１内のドレン水の水位に応じて
金属イオンを供給可能な電極を備えた電解槽３に所定量
ずつ導入する。電解槽３において陽極から溶出したアル
ミニウムイオンによりドレン水中の油粒子の負電荷が除
去され、凝集しやすい単純な油粒子となる。ここまでの
工程は本出願人の同日出願「油水分離装置における油粒
子の帯電所強方法及び装置」に詳細に記載されている。

【００２０】空気吹き込み槽４は圧縮空気の送り込みを
行うための装置であり、高圧に耐える略円筒形の容器か
らなり、容器上部の側面に前記電解処理槽３の出口管と
連通するドレン入口４０１が設けられ、容器上面にはド
レン出口４０２が設けられている（図２）。ドレン出口
４０２の先端部は吸込みノズル４０３が内側へ突出して
容器の中位の高さで下方に開口している。空気吹き込み
槽４の底部には多数の細かい開口を有する空気吹き込み
口４０４が設けられ、電磁弁Ｅ２及び流量制御弁Ｒを経
て圧縮空気本管へ連通する給気管が接続されている。空
気吹き込み槽４の内部にはまた、円板状で多数の開口を
有する複数の邪魔板４０５が水平方向に等間隔に固定さ
れている。邪魔板４０５は空気吹き込み口から発生して
上昇する気泡の進路を妨害してドレン水を攪拌し、油粒
子の凝集効果を高める。

【００２１】１次吸着槽５は、特開平１１−１１４３０
４の明細書に記載された吸着分離手段Ｆとほぼ同様の構
造であるが上部が大気開放されていない点が異なる。円
筒状の吸着槽５の下部には前記空気吹き込み槽４の出口
管と連通するドレン入口５０１が、上部にはドレン出口
５０２が設けられている。吸着槽５内には、ドレンの通
過できる開口を適当な位置に設けた略円盤状の仕切体５
０３が所定間隔で設けられ、その間の各空間に油吸着材
５０４が充填されている。油吸着材の例としては、疎水
性で親油性の高いポリプロピレン材料を多孔質の繊維状
に調製した高性能の吸着材であるオルソーブ（帝人株式
会社の登録商標）を用いることができる。もし必要なら
ば、空気送り込み槽と吸着槽の間に、減圧弁や圧力保持
弁のような絞り手段を設けて、吸着槽内の圧力を調整し
ても良い。

【００２２】本実施例では、１次吸着槽５の後段にさら
に活性炭を使用した２次吸着槽６を設けている。２次吸
着槽は密閉された円筒形の容器の底部にドレン入口６０
１、上部にドレン出口６０２を設けてなり、内部に活性
炭が充填されている。活性炭は１次吸着槽５の吸着材と
同様に層状の構成を有している。活性炭は、様々な大き
さの特にドレン水に含まれる臭気や、油分以外の水溶性
物質を除去することができるので、処理水の品質を一層
向上させる。本実施例のドレン水は１次吸着槽５ですで
に大部分の油が処理されているので、高価な活性炭の寿
命を伸ばすことができる。２次吸着槽６のドレン出口６
０２に絞りを設けてもよい。

【００２３】また別の実施例として、２次吸着槽６に代
えて、ドレン水を一定時間静置し比重差により浮上した
ドレンをオーバーフローさせる重力分離槽を設けても良
い。

【００２４】本実施例において、上流のドレン圧送手段
２が一定量のドレンを電解槽３に供給すると、制御手段
７の作用により圧縮空気源たとえば圧縮空気の本管から
圧力調整弁Ｒ及び電磁弁Ｅ２等を経て空気吹き込み口４
０４に適当な圧力（本実施例では１７５ＫＰａ）の圧縮
空気が供給され、空気吹き込み口の開口から微細な気泡
となってドレン水中に拡散する。気泡は邪魔板４０５に
衝突しながら浮力で上昇し、ドレン水中の油粒子を吸着
すると共に、気泡が発生し、ドレン中の油分が凝集され
る。気泡の浮上と邪魔板４０５によりドレン水が攪拌さ
れ、吸着効率を高める。凝集した油粒子は気泡とともに
浮上し、吸い込みノズル４０３の下端から吸込まれ、ド
レン出口４０２から流出し、一次吸着槽５に送られる。

【００２５】ドレン入口空気吹き込み槽４から一次吸着
槽５に流入したドレン水は微細な気泡を含んだまま吸着
材と接触して効果的に油粒子が吸着され、吸着材の性能
が最大限に発揮される。さらに特開平１１−１１４３０
４の明細書に説明されているように、１次吸着槽の吸着
材の各層は、ドレン水に含まれる気泡の塊が通過する際
に通過抵抗によって上下動を繰り返し、ドレン水及び吸
着材がそのつど攪拌されるようにしてもよい。一次吸着
槽５内部は、ドレン入口５０１では空気吹き込み槽４内
とほぼ同じ圧力であり、上部（下流）に行くほど吸着材
の流通抵抗により圧力が降下するが、本実施例では後段
に２次吸着槽が接続されているので、容器の上端まで比
較的高圧に保たれる。１次吸着槽５内を上昇する間に油
粒子を分離されたドレン水は、１次吸着槽５の上部のド
レン出口５０２から流出する。

【００２６】１次吸着槽５から流出したドレン水は２次
吸着槽６により臭気や水溶性物質を除かれて、残留油濃
度が５ｍｇ／ｌ以下の放流可能な処理水となって排出さ
れる。

【００２７】

【発明の効果】微細気泡により凝集させたドレン水を、
さらに油吸着材で処理することにより、処理水の品質を
向上させることができる。また、気泡を吹き込まれたド
レン水を高圧のまま吸着材に接触させることにより、吸
着材の能力を最大限に発揮させ、寿命を延ばすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の油水分離システムに係る油水分離装
置の一例を示す。

【図２】 図１における空気吹き込み槽の断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 前処理槽 ２ ドレン送り込み手段 ３ 電解槽 ４ 空気吹き込み槽 ４０１ ドレン入口 ４０２ ドレン出口 ４０３ 吸い込みノズル ４０４ 空気吹き込み口 ４０５ 邪魔板 ５ １次吸着槽 ５０１ ドレン入口 ５０２ ドレン出口 ５０３ 仕切体 ５０４ 油吸着材 ６ ２次吸着槽 ６０１ ドレン入口 ６０２ ドレン出口 ７ 制御手段 Ｖ３ 逆止弁 Ｅ２ 電磁弁 Ｒ 流量制御弁

───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｆ０４Ｂ 39/16 Ｆ０４Ｂ 39/16 Ｚ Ｆターム(参考） 3H003 AA00 AB00 AC02 AD02 BG04 CC00 CD05 4D024 AA04 AB06 BC01 DB21 4D037 AA11 AB06 BA02 BA03 BB07 CA01 CA08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドレン水に含まれる微細な油粒子を圧縮
   空気の気泡により凝集させ、高圧のまま油吸着材を充填
   した吸着槽に導入して吸着材に接触させることを特徴と
   するドレン水の油水分離方法。
2. 【請求項２】 前記吸着槽の入口における液圧が１５０
   ＫＰａ以上であることを特徴とするドレン水の油水分離
   方法。
3. 【請求項３】 ドレン入口及びドレン出口と、空気吹き
   込み手段に連通した空気吹き込み口とを備えた空気吹き
   込み槽と、空気吹き込み槽のドレン出口管に接続された
   ドレン入口とドレン出口を備え、内部に油吸着材を充填
   した吸着槽とからなり、前記空気吹き込み槽及び吸着処
   理槽が密閉槽であり、空気吹き込み槽のドレン入口には
   逆止弁を設けたことを特徴とする油水分離装置。
4. 【請求項４】 前記吸着槽のドレン出口管にさらに流通
   抵抗体を設けたことを特徴とする油水分離装置。