JP2008155104A - 油水分離装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置構成が簡潔で、かつ、油分濃度が低い油水を処理対象とした場合でも、エマルジョン化を軽減することによって、油水分離効率を向上させる
【解決手段】油水ポンプ１４によって汲み上げた油水を消波する手段を備えた油水貯留槽２０と、油水貯留槽２０からの油水を受け入れて下向流で流す油回収槽３０と、油回収槽３０の槽上部に浮上分離した油を抜き出す油回収管３４と、油回収槽３０の槽横断面にわたって敷設された油吸着マット３６と、油吸着マット３６を通過した処理水を抜き出す処理水管３８とを具備している。第１の制御器４０は油回収槽３０の水位に基づいて油回収槽３０に供給する油水量を制御する。第２の制御器４６は油層検知計４４の検出結果に基づいて油回収管３４に配設した開閉弁４８を開閉する。
【選択図】図１

Description

本発明は油水分離装置に係り、特に油の浮上分離手段と吸着処理手段を併用した油水分離装置に関する。

各種工場や発電所などでは回転機器の潤滑用などに各種の機械油を用いており、この機械油が機器冷却水や洗浄水などに混入する。このような油が混入した水（以下、油水という）を回収して再利用し、又は系外に排出する場合には、油水から油を分離する必要があり、油水分離装置が使用される。

この種の油水分離装置としては、水と油の比重差を利用して油を浮上分離する方式や油を吸着材によって吸着処理する方式が主に採用されており、両方式を組み合わせた油水分離装置も知られている（例えば特許文献１〜３参照）。
特開平１０−１７４８０２号公報 特開２００３−３８９０２号公報 特開２００３−１２６８５１号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示された油水分離装置は、いずれも装置構成が複雑である。また、油分濃度が低い油水を処理対象とした場合には、処理のためにポンプで汲み上げた油水中の油分がエマルジョン化し易く、油水分離効率が低下しやすいという問題点があった。

本発明の目的は前記従来技術の問題点を改善し、装置構成が簡潔で、かつ、油分濃度が低い油水を処理対象とした場合でも、エマルジョン化を軽減することによって、油水分離効率を向上させることが可能な油水分離装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る油水分離装置は、汲み上げた油水を消波する手段を備えた油水貯留槽と、該油水貯留槽からの油水を受け入れて下向流で流す油回収槽と、該油回収槽の槽上部に浮上分離した油を抜き出す油回収管と、前記油回収槽の槽横断面にわたって敷設された油吸着マットと、該吸着マットを通過した処理水を抜き出す処理水管とを具備したことを特徴とする。

上記油水分離装置は、前記油回収槽の水位に基づいて油回収槽に供給する油水量を制御する第１の制御手段と、前記油回収槽の槽上部に浮上分離した油層の有無を検出する油層検知計の検出結果に基づいて前記油回収管に配設した開閉弁を開閉する第２の制御手段とを具備したことが望ましい。
また、本発明に係る油水分離装置は、前記油回収槽はユニット化した油回収ユニットを複数基、横方向に連結することによって構成されたことを特徴とする。

本発明の油水分離装置によれば、油回収槽によって浮上分離による油分の回収を行うとともに、油吸着マットによる残存油分の除去を行うようにしたので、簡潔な装置構成で油水中の油分を分離し、清澄な処理水を得ることができる。特に、油回収槽の前段に油水貯留槽を配置し、汲み上げた油水をこの油水貯留槽で消波しながら一時的に貯えるようにした。このため、油分濃度が低い油水を処理対象とした場合でも油分のエマルジョン化を軽減することが可能となり、油回収槽における浮上分離による油分の回収効率を向上させることができ、ひいては油吸着マットへの負荷を軽減させることができる。

また、本発明の油水分離装置は、油回収槽の水位に基づいて油回収槽に供給する油水量を制御する第１の制御手段と、油回収槽の槽上部に浮上分離した油層の有無を検出する油層検知計の検出結果に基づいて油回収管に配設した開閉弁を開閉する第２の制御手段とを具備している。このため、油回収槽の水位を適切に維持管理することができ、また浮上分離した油を適正なタイミングで油回収管から回収することができる。

さらに、本発明の油水分離装置は、油回収槽をユニット化した油回収ユニットを複数基、横方向に連結することによって構成されている。このため、装置の敷地条件に適合した各油回収ユニットの配置計画を任意に選択することができ、計画変更や増設にも対応しやすい。

図１は本発明に係る油水分離装置の第１実施形態を示す系統図である。本装置は主に原水槽１０、油水貯留槽２０、油回収槽３０、処理水槽５０とによって構成される。

原水槽１０には被処理水である油水が油水管１２から流入する。原水槽１０内には油水ポンプ１４が配置されており、この油水ポンプ１４によって汲み上げた油水を供給管１６から油水貯留槽２０に送り込む。油水貯留槽２０には３枚の縦状の消波板２２が間隔を置いて配設されている。これらの消波板２２はその上端が水面下に没するとともに、油水貯留槽２０の油水流入側から油水流出側に向けて取付位置が順次高くなるように配設されている。油水貯留槽２０の油水流出側には溢流管２４が接続しており、油水貯留槽２０を溢流した油水が溢流管２４から油回収槽３０に供給される。

油回収槽３０の上部には槽内周に沿って溢流樋３２が設けられ、溢流樋３２下方の槽壁に油回収管３４が接続している。油回収管３４の接続位置から下方の油回収槽３０内には油吸着マット３６が槽横断面にわたって敷設されている。油吸着マット３６下方の槽壁には油吸着マット３６を通過した処理水を抜き出す処理水管３８の一端が接続している。処理水管３８から抜き出された処理水は処理水槽５０に送り込まれる。

油水ポンプ１４には原水槽１０内の油水の水位を検出可能なセンサ１８が取り付けられている。センサ１８の検出信号は第１の制御器４０に送信される。第１の制御器４０ではセンサ１８からの検出信号に基づいて油水ポンプ１４の駆動をオン・オフに切り替える。すなわち、センサ１８で検出した油水の水位が設定レベル以上の時に、第１の制御器４０は油水ポンプ１４を駆動条件とし、センサ１８で検出した油水の水位が設定レベル未満の時に油水ポンプ１４を停止させる。また、油回収槽３０には槽内油水の水位を検出可能な水位計４２が取り付けられている。水位計４２の検出信号は第１の制御器４０に送信される。第１の制御器４０では水位計４２の検出信号が設定レベル未満であり、かつ前記した油水ポンプ１４が駆動条件である時に油水ポンプ１４を駆動させ、設定レベル以上の時に油水ポンプ１４を停止させる。すなわち、第１の制御器４０ではセンサ１８で検出した原水槽１０内の油水の水位が設定レベル以上であり、かつ水位計４２で検出した油回収槽３０の水位が設定レベル未満の時にのみ、油水ポンプ１４を駆動させ、それ以外の時には油水ポンプ１４を停止させる。

油回収槽３０には浮上分離した油の油層３５が油回収管３４のレベルに存在するか否かを検出する油層検知計４４が設けられている。油層検知計４４の検出信号は第２の制御器４６に送信され、第２の制御器４６では油層検知計４４の検出信号に基づいて、油回収管３４に取り付けた開閉弁４８を開閉させる。

上記構成の油水分離装置において、油水管１２からの油水の流入によって原水槽１０の油水の水位が設定レベルに達すると、センサ１８がこれを検出し、検出信号が第１の制御器４０に送信される。第１の制御器４０では油水ポンプ１４を駆動させる。すると、油水ポンプ１４は油水を汲み上げ、供給管１６を介して油水貯留槽２０に送り込む。油水貯留槽２０では油水ポンプ１４から供給された油水が消波板２２によって消波され、油水中の油分がエマルジョン化しにくくなる。また、油水中の油分の一部が水面に浮上し、後段の油回収槽３０における油分浮上分離の前準備として寄与する。油水貯留槽２０の油水流出側には溢流管２４が接続しており、油水貯留槽２０は水位が一定に維持された満水状態にあるため、油水ポンプ１４によって供給された流量の油水が溢流管２４を介して油回収槽３０の溢流樋３２に流れ込み、溢流樋３２の内周壁を溢流して油回収槽３０内に供給される。

油回収槽３０では、油水が油回収槽３０内を下向流で流れる過程で油水中の油分の内、比較的粒径の大きいものが水との比重差によって浮上する。浮上した油分は油回収管３４から回収される。すなわち、油分が次々に浮上することによって液面に油層３５が形成されると、前記したように油層３５の存在を油層検知計４４が検出する。この油層検知計４４の検出信号は第２の制御器４６に送信され、第２の制御器４６では油層検知計４４の検出信号に基づいて、油回収管３４に取り付けた開閉弁４８を開放する。すると、油層３５を形成している油分が油回収管３４から排出、回収される。この油分の排出によって油層３５が少なくなり、油検知計４４が油層３５を検知しなくなると、制御器４６では開閉弁４８を閉止する。

また、前記したように油吸着マット３６が槽横断面にわたって敷設されており、油回収槽３０内を下向流で流れる油水が油吸着マット３６を通過する過程で、油水中の残存している油分が油吸着マット３６に吸着される。油吸着マット３６を通過した処理水は処理水管３８を介して処理水槽５０に送り込まれる。油吸着マット３６は油吸着量の多少によって油水が通過する際の通過抵抗が変化する。

油吸着量が少ない時には通過抵抗が小さいため、油回収槽３０の油水の水位が低下する傾向がある。水位の低下によって油層３５が油吸着マット３６の上面に達すると、油層３５を形成している浮上油分が油吸着マット３６に吸着され、油吸着マット３６の負荷が著しく増大するという障害が発生する。このような障害を排除するために、処理水管３８には流量調節弁３９が設けられている。そして、第１の制御器４０では水位計４２で検出した油回収槽３０の油水の水位が所定の好ましい値を維持するように、流量調節弁３９の開度を調節する。すなわち、この制御においては油吸着マット３６の油吸着量が少なく通過抵抗が小さい時には、流量調節弁３９の開度が絞り気味に制御され、油吸着マット３６の油吸着量が多く通過抵抗が大きい時には、流量調節弁３９の開度が開放気味に制御される。油吸着マット３６の油吸着量がさらに多くなり、第１の制御器４０によって流量調節弁３９の開度を全開にした時でも、油回収槽３０の油水の水位が徐々に上昇して上限設定レベル以上になると、前記したように油水ポンプ１４を停止させる。油水ポンプ１４の停止によって油回収槽３０への油水の供給が止まると、油水の油吸着マット３６への通過が継続することによって、油回収槽３０の油水の水位が低下する。第１の制御器４０は水位が前記した所定の好ましい値に達した時点で、油水ポンプ１４を再稼動させる。このように油吸着マット３６の油吸着量が多くなり、通過抵抗が過大になった時には、油水ポンプ１４の停止と再稼動を間欠的に繰り返すことによって、油回収槽３０の運転が継続される。長時間の運転により、上記油水ポンプ１４の間欠稼動の頻度が高くなると、油吸着マット３６の交換を行う。油吸着マット３６の交換は油回収槽３０を空にした状態で行う。

本実施形態の油水分離装置によれば、油回収槽３０によって浮上分離による油分の回収を行うとともに、油吸着マット３６による残存油分の除去を行うようにしたので、簡潔な装置構成で油水中の油分を分離し、清澄な処理水を得ることができる。特に、油回収槽３０の前段に油水貯留槽２０を配置し、油水ポンプ１４によって汲み上げた油水を、この油水貯留槽２０で消波しながら一時的に貯えるようにした。このため、油分濃度が低い油水を処理対象とした場合でも油分のエマルジョン化を軽減することが可能となり、後段の油回収槽３０での浮上分離による油分の回収効率を向上させることができ、ひいては油吸着マット３６への負荷を軽減させることができる。

また、本実施形態の油水分離装置は、油回収槽３０の水位に基づいて油回収槽３０に供給する油水量を制御する第１の制御器４０と、油回収槽３０の槽上部に浮上分離した油層３５の有無を検出する油層検知計４４の検出結果に基づいて油回収管３４に配設した開閉弁４８を開閉する第２の制御器４６とを具備している。このため、油回収槽３０の水位を適切に維持管理することができ、また浮上分離した油を適正なタイミングで油回収管３４から回収することができる。

図２は本発明に係る油水分離装置の第２実施形態を示す系統図である。図２において、図１と同一の符号を付した要素は上記第１実施形態と同様であり、説明を省略する。本装置では３基の油回収槽３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを設置し、油吸着マットを交換するために油回収槽３０Ａを空にする時は、残り２基の油回収槽３０Ｂ，３０Ｃの運転を継続する。以降、同様に各油回収槽の前後に取り付けた切替弁５１，５２を切り替えながら、少なくとも２基の油回収槽の運転を継続しつつ、順次、油吸着マットを交換していく。なお、図２に示した装置では３基の油回収槽３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃに対して油水ポンプ１４が共用されているため、各油回収槽での水位制御を共用の油水ポンプ１４のオン・オフで制御することが困難になる。したがって、本実施形態においては各油回収槽での水位制御は、各油回収槽の油水流入口に設けた切替弁５１を開閉することによって実施する。

図３は本発明に係る油水分離装置の第３実施形態を示す系統図である。図３において、図１と同一の符号を付した要素は上記第１実施形態と同様であり、説明を省略する。本実施形態の油回収槽は３基の油回収ユニット６０（６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ）を横方向に直列に連結することによって構成されている。図４は油回収ユニット６０の外形図であり、図４（１）は側面図、図４（２）は平面図である。油回収ユニット６０の基本構成は第１実施形態で説明した油回収槽と同一であり、平断面が正方形とされる。油回収ユニット６０の各側面にはそれぞれ油水の受入排出ノズル６２、浮上分離した油の受入排出ノズル６４、処理水の受入排出ノズル６６が形成されている。

そして、３基の油回収ユニット６０（６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ）を横方向に直列に連結する場合には、各油回収ユニット６０の受入排出ノズル６２，６４，６６をそれぞれ相互に接続する。図５は油回収ユニットの連結例を示した平面図であり、（１）は油水の受入排出ノズル６２の連結状態、（２）は浮上分離した油の受入排出ノズル６４（又は処理水の受入排出ノズル６６）の連結状態を示している。各油回収ユニット６０の連結部は図示のように切替弁ａ〜ｉが取り付けられる。また、各油回収ユニット６０で連結に利用しない受入排出ノズルには、閉止フランジ７０を取り付ける。

３基の油回収ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃをすべて運転する場合には、切替弁ａ〜ｉの内、例えば切替弁ｃ，ｆ，ｇを閉とし、その他の切替弁を開とする。すると、油水貯留槽２０からの油水は溢流管２４を介して、まず、油回収ユニット６０Ａに流入し、次いで油回収ユニット６０Ｂ，６０Ｃの順に流れ込む。また、各油回収ユニット６０において浮上分離によって回収した油も油回収ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの順に流れて油回収管３４から系外に排出される。また、各油回収ユニット６０の油吸着マット３６を通過した処理水も油回収ユニット６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの順に流れて、処理水管３８を介して処理水槽５０に送り込まれる。

油回収ユニット６０Ａの油吸着マット３６を交換するために、油回収ユニット６０Ａを空とし、油回収ユニット６０Ｂ，６０Ｃの２基で運転する場合には、切替弁ａ〜ｉの内、例えば切替弁ｃ，ｄ，ｇ，ｈを開とし、その他の切替弁を閉とする。すると、油水貯留槽２０からの油水は溢流管２４を介して、まず、油回収ユニット６０Ｃに流入し、次いで油回収ユニット６０Ｂに流れ込む。また、各油回収ユニット６０において浮上分離によって回収した油も油回収ユニット６０Ｃ，６０Ｂの順に流れて油回収管３４から系外に排出される。また、各油回収ユニット６０の油吸着マット３６を通過した処理水も油回収ユニット６０Ｃ，６０Ｂの順に流れて、処理水管３８を介して処理水槽５０に送り込まれる。

油回収ユニット６０Ｂの油吸着マット３６を交換するために、油回収ユニット６０Ｂを空とし、油回収ユニット６０Ａ，６０Ｃの２基で運転する場合には、切替弁ａ〜ｉの内、例えば切替弁ａ，ｃ，ｆ，ｉを開とし、その他の切替弁を閉とする。すると、油水貯留槽２０からの油水は溢流管２４を介して、油回収ユニット６０Ａ，６０Ｃの双方に流れ込む。また、各油回収ユニット６０において浮上分離によって回収した油は油回収ユニット６０Ａ，６０Ｃの順に流れて油回収管３４から系外に排出される。また、各油回収ユニット６０の油吸着マット３６を通過した処理水も油回収ユニット６０Ａ，６０Ｃの順に流れて、処理水管３８を介して処理水槽５０に送り込まれる。

油回収ユニット６０Ｃの油吸着マット３６を交換するために、油回収ユニット６０Ｃを空とし、油回収ユニット６０Ａ，６０Ｂの２基で運転する場合には、切替弁ａ〜ｉの内、切替弁ａ，ｂ，ｅ，ｇを開とし、その他の切替弁を閉とする。すると、油水貯留槽２０からの油水は溢流管２４を介して、まず、油回収ユニット６０Ａに流入し、次いで油回収ユニット６０Ｂに流れ込む。また、各油回収ユニット６０において浮上分離によって回収した油も油回収ユニット６０Ａ，６０Ｂの順に流れて油回収管３４から系外に排出される。また、各油回収ユニット６０の油吸着マット３６を通過した処理水も油回収ユニット６０Ａ，６０Ｂの順に流れて、処理水管３８を介して処理水槽５０に送り込まれる。

このように第３実施形態の油水分離装置は、油回収槽がユニット化した油回収ユニット６０を３基、横方向に連結することによって構成されている。そして各油回収ユニット６０の各受入排出ノズルに切替弁を取り付け、これらの切替弁を開閉させることによって、３基すべての運転を行う方法や、任意の１基をメンテナンスのために使わずに残り２基の運転を行う方法を自在に選択することができる。また、各油回収ユニット６０の連結方向を変えることによって、装置の敷地条件に適合した各油回収ユニット６０の配置計画を任意に選択することができる。また、油回収ユニット６０はユニット化されているので、計画変更や増設にも対応しやすい。

本発明に係る油水分離装置の第１実施形態を示す系統図である。 本発明に係る油水分離装置の第２実施形態を示す系統図である。 本発明に係る油水分離装置の第３実施形態を示す系統図である。 第３実施形態に係る油回収ユニットの外形図である。 油回収ユニットの連結例を示した平面図である。

符号の説明

１０………原水槽、１２………油水管、１４………油水ポンプ、１６………供給管、１８………センサ、２０………油水貯留槽、２２………消波板、２４………溢流管、３０，３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃ………油回収槽、３２………溢流樋、３４………油回収管、３５………油層、３６………油吸着マット、３８………処理水管、３９………流量調節弁、４０………第１の制御器、４２………水位計、４４………油層検知計、４６………第２の制御器、４８………開閉弁、５０………処理水槽、５１………切替弁、５２………切替弁、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ………油回収ユニット、６２………（油水の）受入排出ノズル、６４………（浮上分離した油の）受入排出ノズル、６６………（処理水の）受入排出ノズル、７０………閉止フランジ、ａ〜ｉ………切替弁。

Claims (3)

1. 汲み上げた油水を消波する手段を備えた油水貯留槽と、該油水貯留槽からの油水を受け入れて下向流で流す油回収槽と、該油回収槽の槽上部に浮上分離した油を抜き出す油回収管と、前記油回収槽の槽横断面にわたって敷設された油吸着マットと、該吸着マットを通過した処理水を抜き出す処理水管とを具備したことを特徴とする油水分離装置。
2. 前記油回収槽の水位に基づいて油回収槽に供給する油水量を制御する第１の制御手段と、前記油回収槽の槽上部に浮上分離した油層の有無を検出する油層検知計の検出結果に基づいて前記油回収管に配設した開閉弁を開閉する第２の制御手段とを具備したことを特徴とする請求項１に記載の油水分離装置。
3. 前記油回収槽はユニット化した油回収ユニットを複数基、横方向に連結することによって構成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の油水分離装置。

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