JP2007090210A - 含油排水の油水分離方法及び油水分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 含油排水中から油分を効率的に分離できるとともに、油吸着材の油吸着能力の低下を外観で判断可能とする油水分離方法及び装置を提供する。
【解決手段】 油水分離装置（１）は、含油排水を入れる貯水槽（２）、油を吸着していない状態では水に浮くが油を吸着した状態では水に沈む性質を有する多孔質セラミックス（９）、及び貯水槽（１）内に入れた含油排水に浮かんだ状態で油分を吸着して貯水槽の底に沈んだ多孔質セラミックスを回収するための回収手段（７）を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、含油排水の油水分離技術に関する。

一般に、水力発電所や機械工場では、各種設備や機械から油が漏れた場合に備え、排水系統に油水分離装置を設置し、油が構外へ流出することを防いでいる。また、食品加工工場や店舗では、洗浄排水に食用油などの油分が含有した汚濁排水を処理するために、沈殿槽と油水分離装置を設置している。含油排水の油水分離方法として下記の方法が知られている。

第１は、金属粉末を焼結して得られた多孔質材を油水分離材として使用する方法である。この方法は、油分及び水分の混合した廃水を貯留しているタンクと、油水分離材を浸漬、引上げるための機構と、送風機と、油溜とで構成される装置で実施される。まず、廃水の入ったタンクに油水分離材を浸漬し、次に、廃水中の油分を吸着した油水分離材をタンクから引上げ、油溜に移動する。この引上げの途中、油水分離材が油分の層を通過する際に、油水分離材の多孔質の開孔部を満たしていた水分が、水と油の表面張力の差によって油分に置換えられて、油分が油水分離材に吸着される。次いで、油溜の上方に設置された送風機からの風圧によって油水分離材から油分を落下させ、その後、この油水分離材を廃水の入ったタンクに再び浸漬する。以上の手順を繰り返すことにより、油分及び水分の混合した廃水から油分を分離する（特許文献１）。

第２は、表面に疎水性シリカ粉を接着、被覆させた黒曜石パーライトを油吸着材として使用する方法である。まず、黒曜石パーライトの粒状物を粒状のまま、あるいは粒状物の径よりも目の細かい網材で構成した袋材中に充填してマット状とし、被処理水（油水混合液）に散布、あるいは敷設する。次に、油類を吸着して被処理水の表面に浮遊する油吸着材を槽から回収することによって油類を分離する（特許文献２）。

第３は、撥水処理をした中空セラミックス粒を吸油材として使用する方法である（特許文献３）。

特開平１０−２４４２５４公報 特開２０００−１７０１４５公報 特開平６−１５１６４公報

しかしながら、上記特許文献１、２、３の技術は、いずれにしても油水分離材あるいは油吸着材の油吸着量には限りがあるため、所定量の油分を吸着した油水分離材あるいは油吸着材を、油分を吸着していないものに頻繁に交換する必要がある。

さらに、上記特許文献１の技術では、油水分離材の油吸着能力の低下を外観で判断できないために、油吸着能力が低下していないのに油水分離材をタンクから引き上げてしまいがちであり、全体の作業回数が増えてしまうことがある。また、油水分離材をタンクから引き上げてから再びタンクに浸漬するまでの間、油水分離材がタンク内に浸漬されていないために廃水中から油分が分離されず、その結果、油水分離にかかる総時間が長くなってしまう。また、廃水中から油分を完全に分離できたことを判断するには油水分離材の総重量の変化を計測する必要があり、非常に手間がかかる。

また、上記特許文献２及び３の技術では、油分吸着の有無に関わらず、油吸着材（又は吸油材）は被処理水あるいは油含有水の表面に浮遊する性質を有するため、所定量の油を吸着した油吸着材のみを回収しようとしても、油吸着能力が低下していない油吸着材までも回収してしまいがちであり、その結果、油吸着材を必要量以上に使用することになってしまう。また、所定量の油を吸着して浮遊する油吸着材を回収せずに、油分を吸着していない油吸着材を追加で油含有水に投入しても、油吸着能力の低下した浮遊する油吸着材により、追加した油吸着材が油含有水の表面に接するのが妨げられ、油分を効率的に吸着することができなくなってしまう。

本発明の目的は、油吸着材の油吸着能力の低下を外観で判断できるとともに、含油排水中から油分を効率的に分離できる方法及び装置を提供することである。

本発明では、油吸着材として多孔質セラミックスを使用する。

セラミックスは、硬度、強度、耐熱性等に優れた非金属無機質固体材料であるが、中でも多数の微細な気孔を備えた多孔質セラミックスは、陽イオン交換能、触媒能、吸着能などの性質を有するものである。

本発明の油水分離方法は、油を吸着していない状態では水に浮くが油を吸着した状態では水に沈む性質を有する多孔質セラミックスを、貯水槽内の含油排水の表面に浮かべること、及び前記貯水槽内で油分を吸着して水中に沈んだ多孔質セラミックスを回収することを特徴とする。

本発明の方法によれば、上記性質を有する多孔質セラミックスを含油排水が入った貯水槽に入れると、多孔質セラミックスは含油排水の表面に浮かぶ。この浮かんだ状態で油分を吸着した多孔質セラミックスは排水中に沈んでいくことから、油吸着能力が低下したことがわかる。また、油分を吸着するにつれて、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックスの量が減少していく。含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス量の減少度合、あるいは油分を吸着して貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックス量の増加度合を検査することによって、多孔質セラミックスの油吸着能力の低下を判断できる。そして、油分を吸着して貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックスを回収することによって、含油排水から油分を分離することができる。

本発明の油水分離装置は、含油排水、及び前記性質を有する多孔質セラミックスを入れる貯水槽と、前記貯水槽内に入れた含油排水に浮かんだ状態で油分を吸着して水中に沈んだ多孔質セラミックスを回収するための回収手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の油水分離装置によれば、上記方法が実施される。

本発明の油水分離装置の実施形態としては、前記貯水槽の内部に、多孔質セラミックスを遮断し、油分を除去した排水のみを排水出口に通すための遮蔽壁を備えることが望ましい。これにより、多孔質セラミックスを通すことなく、油分を除去した排水のみを排水出口に通すことができる。

また、前記貯水槽の外壁に、多孔質セラミックスの量を検査するための窓を備えることが望ましい。この窓から貯水槽の内部を覗いて、水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス量の減少度合、あるいは油分を吸着して貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックス量の増加度合を検査することで、油吸着材の油吸着能力の低下を判断できる。

さらに、油分を吸着していない多孔質セラミックスを、貯水槽内の含油排水の表面に供給する手段を備えることが望ましい。これによって、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックスの量が減少して、多孔質セラミックス全体の油吸着能力が低下してしまった場合に、油分を吸着していない多孔質セラミックスを貯水槽内の含油排水の表面に供給して、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス全体の油吸着能力を向上させることができる。

本発明によれば、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス量の減少度合、あるいは油分を吸着して貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックス量の増加度合を検査すれば、油吸着材の油吸着能力の低下を判断できるため、必要量以上に多孔質セラミックスを使用しなくて済む。

また、所要量の油を吸着した多孔質セラミックスは排水中に沈むため、油を吸着していない多孔質セラミックスを含油排水の表面に追加で供給することができ、その結果、排水中から油分を効率的に分離することができる。

図１は、実施例の油水分離方法を実施するための油水分離装置の断面図である。図２は、その正面図である。

油水分離装置１は、貯水槽２、排水供給管３、排水導出管４、多孔質セラミックス投入装置８で構成される。

貯水槽２は、外側に窓５を備えていて、内側に遮蔽壁６と回収籠７を備えている。遮蔽壁６によって、貯水槽は排水供給管側の第１室２ａと排水導出管側の第２室２ｂとに分けられる。

窓５は、透明の材質でできており、貯水槽の外側から第１室２ａ内の含油排水や後述の多孔質セラミックス９を見ることができる。窓５の横には目盛５ａが設けられていて、第１室内の含油排水の表面に浮かぶ、あるいは貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックスの量を検査できる。

遮蔽壁６は、多孔質セラミックス９より小さく水のみを通す大きさの穴６ａを下部に備えていて、通常、穴６ａは移動可能な遮蔽板６ｂによって閉じられている。

回収籠７は、多孔質セラミックスを通さずに水のみを通す大きさの穴あるいは網目を有する籠状の容器でできている。

排水供給管３は、貯水槽２の上部に位置する開口から排水を貯水槽の第１室２ａへ供給し、排水導出管４は、貯水槽の上部で排水供給管とは反対側に設けられている。

含油排水は、排水供給管３から貯水槽の第１室２ａに注がれる。遮蔽壁６の遮蔽板６ｂが穴６ａを閉じている状態では、含油排水は第１室のみに貯留されるが、遮蔽板６ｂが穴６ａを開放した状態では、排水は穴６ａを通って第２室２ｂにも貯留される。第２室から溢れた排水は、排水導出管４から排水される。

多孔質セラミックス投入装置８は、貯水槽２の上部に設置されており、多孔質セラミックス９を貯水槽内に投入させる。多孔質セラミックス９は、油を吸着していない状態では水に浮くが油を吸着した状態では水に沈む性質を有するため、投入直後の多孔質セラミックス９ａは含油排水の表面に浮く。油分を吸着すると浮力が減少するため、多孔質セラミックス９ｂは含油排水中に沈み始める。その後、十分に油分を吸着すると、多孔質セラミックス９ｃは排水中に沈んで貯水槽の底に溜まる。したがって、多孔質セラミックスが油分を吸着するにつれて、貯水内の含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス９ａの量は減少し、貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックス９ｃの量は増加する。多孔質セラミックス投入装置８は、貯水槽内の含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス９ａの量が減少した場合にも、貯水槽内に多孔質セラミックス９を投入させることができる。

具体的には、油水分離装置１において、まず遮蔽壁６の遮蔽板６ｂが穴６ａを閉じている状態で、含油排水が排水供給管３から貯水槽の第１室２ａに注がれる。含油排水は第１室に貯留される。次に、多孔質セラミックス投入装置８が、貯水槽内に多孔質セラミックス９を投入する。

実施例で使用される多孔質セラミックス９は、例えば特開平８−３１０８８２号公報に開示された方法によって製造されるもの（連続気孔ソフトセラミックス）で、同公報中の表に示されたものと同等の化学組成及び物性を有する多孔質セラミックスが、フィルテック株式会社製の商品名「フィルテックス」として市販されている。その標準物性及び製品特性を、以下の表１及び表２に示す。

実施例においては、この多孔質セラミックスが含油排水に接触すると、表面に油分が付着する。付着した油分は多孔質セラミックスの気孔内に浸透吸着される。油分が浸透吸着された気孔が増えるにつれて浮力が減少するため、多孔質セラミックスは含油排水中に沈んでいく。

したがって、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス９ａが油分を吸着するにつれて、その数が減少していく。その結果、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス９ａが少量になると、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス全体の油吸着能力が低下することとなる。そこで、多孔質セラミックス全体の油吸着能力を向上させるために、多孔質セラミックス投入装置８が、追加の多孔質セラミックス９を貯水槽内に投入する。その後、遮蔽壁６の遮蔽板６ｂが穴６ａを開放すると、油分を除去した排水は穴６ａを通って第２室２ｂに貯留され、第２室２ｂから溢れた排水が排水導出管４から排水される。

また、窓５から第１室２ａの内部を覗いて、含油排水の表面に浮かぶ多孔質セラミックス９ａの量の減少度合、あるいは油分を吸着して貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックス９ｃの量の増加度合を検査することで、油吸着材の油吸着能力の低下を判断できる。

さらに、必要に応じて、回収籠４を引き上げることによって、油分を吸着して貯水槽の底に溜まった多孔質セラミックス９ｃを回収する。回収した多孔質セラミックスは、例えば高炉で焼かれることによって油分のみを除去できるため、油吸着材として再利用することができる。

本発明の油水分離方法を実施するための油水分離装置の正面断面図。 図１の装置の正面図。

符号の説明

１…油水分離装置、２…貯水槽、３…排水供給管、４…排水導出管、５…窓、６…遮蔽壁、７…回収籠、８…多孔質セラミックス投入装置、９…多孔質セラミックス。

Claims (5)

1. 貯水槽に入れた含油排水の油水分離方法であって、
   油を吸着していない状態では水に浮くが油を吸着した状態では水に沈む性質を有する多孔質セラミックスを、前記貯水槽内の含油排水の表面に浮かべること、及び前記貯水槽内で油分を吸着して水中に沈んだ多孔質セラミックスを回収することを特徴とする油水分離方法。
2. 含油排水、及び油を吸着していない状態では水に浮くが油を吸着した状態では水に沈む性質を有する多孔質セラミックスを入れる貯水槽と、
   前記貯水槽内に入れた含油排水に浮かんだ状態で油分を吸着して貯水槽の底に沈んだ多孔質セラミックスを回収するための回収手段と
   を備えたことを特徴とする油水分離装置。
3. 請求項２記載の油水分離装置において、前記貯水槽の内部に、多孔質セラミックスを遮断し、油分を除去した排水のみを排水導出管に通すための遮蔽壁を備えたことを特徴とする油水分離装置。
4. 請求項２記載の油水分離装置において、前記貯水槽の外壁に、多孔質セラミックスの量を見るための窓を備えたことを特徴とする油水分離装置。
5. 請求項２記載の油水分離装置において、油分を吸着していない多孔質セラミックスを、前記貯水槽内の含油排水の表面に供給する手段を備えたことを特徴とする油水分離装置。
   

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