JP2011194294A - 自吸式油水分離装置 - Google Patents

Abstract

【目的】エマルジョン化することなく油水分離装置内に混合液を導入することができ、水と油の分離能が高い自吸式油水分離装置を提供する。
【構成】
混合液を分離する分離装置部が、
混合液をサイクロン分離によって粗分離する粗分離部と、
粗分離部の下流側に接続され、粗分離された混合液を比重差によって本分離する本分離部と、
本分離部の下部に接続され、油が分離除去された水を排出する排水部と、
水と分離して本分離部上部からオーバーフローする油を貯留する貯油槽と、
を有して成り、
分離装置部内に混合液を導入するポンプ装置部が、
分離装置部の下流側に接続され、排水部に接続されることで混合液を分離装置部の外部から粗分離部・本分離部・排水部を介して吸引する自吸式液体ポンプを有して成り、
粗分離部上部と本分離部上方部と排水部上部とが通気可能に連通しており、分離装置部内に入り込んだ空気を自吸式液体ポンプによって吸引して排出する構成である。
【選択図】 図１

Description

本発明は自吸式油水分離装置に関し、詳しくは下水処理場、食品工場等におけるスカム、マシニングセンターのクーラント油、メッキの脱脂工程における浮上油などを回収した後の回収油の油水分離装置に関する。

従来、例えば、工場廃水の油分は種々雑多な状態で流入してくるのが普通であり、毎日行う作業の内容により又、季節と気温や、水温、廃水混合雑物等と全く統一しないのが、油分、異物混入の廃水の現状である。

然し乍ら、このような廃水を終末処理場において処理するにあたっては、消費電力等の費用と大きな設備が必要であるのと同時に、大量の薬品類を使用するために環境に及ぼす影響を心配しなければならない等の問題点があった。

そこで本発明者は、上記した従来の課題を解決するために、水と油とを先ずサイクロン部により粗分離した後、比重差分離槽で水と油とを本分離し、この本分離で分離できなかった水と油とを螺旋状にブラシが配設された下部分離槽で分離することで、薬品を全く使用することなく簡単でコンパクトな設備によって水と油とが混ざり合っている混合液の分離を環境汚染の心配もなく容易に素早く行うことができる油水分離装置を先に提案した（特許文献１及び２参照）。

特開２００１−１０４７０５号公報 特開２００１−３２１６０５号公報

本発明者は、先提案技術について更に研究を続けた結果、水と油との混合液を油水分離装置にポンプ等の送液手段によって導入する際に水と油とがポンプ中でエマルジョン化し易く、エマルジョン化した混合液が油水分離装置に導入された場合、水と油との分離能が著しく低下することを突き止めた。

そこで本発明の課題は、混合液中の水と油とがエマルジョン化することなく油水分離装置内に混合液を導入することができ、水と油の分離能が高い自吸式油水分離装置を提供することにある。

上記本発明の課題は下記構成によって達成される。

１．水に油が混入している混合液を分離する分離装置部と、該分離装置部内に前記混合液を導入するポンプ装置部と、を有する構成の油水分離装置において、
前記分離装置部が、
前記混合液をサイクロン筒内に導入して旋回流を生じさせるサイクロン分離によって水と油とを粗分離する粗分離部と、
該粗分離部の下流側に接続され、前記粗分離部で粗分離された混合液を複数段状に形成された通液路を上方から下方に通過させることで比重差によって油と水とを本分離する本分離部と、
該本分離部の複数段状通液路の下部に接続され、前記本分離部で油が分離除去された水を前記複数段状通液路の下部から分離装置部の上部まで延びる排水路を通過させて排出する排水部と、
前記本分離部で水から分離して前記本分離部の上部からオーバーフローする油を貯留する貯油槽と、
を有して成り、
前記ポンプ装置部が、
前記分離装置部の下流側に接続され、前記排水部に直接又は間接的に接続されることで前記混合液を前記分離装置部の外部から前記粗分離部・前記本分離部・前記排水部を介して吸引することで前記分離装置部内に導入する自吸式液体ポンプを有して成り、
前記粗分離部の上部と前記本分離部の上方部と前記排水部の上部とが通気可能に連通しており、分離装置部内に入り込んだ空気を自吸式液体ポンプによって吸引して排出する構成であることを特徴とする自吸式油水分離装置。

２．前記本分離部で水から分離して前記本分離部の上部からオーバーフローする油を前記貯油槽に接続した通油管を介して導入する構成であることを特徴とする上記１に記載の自吸式油水分離装置。

３．前記貯油槽が前記通油管に着脱可能に接続されており、前記貯油管の着脱時に前記分離装置部内の負圧状態を維持可能とするための開閉バルブが前記通油管に配設された構成であることを特徴とする上記２に記載の自吸式油水分離装置。

４．前記複数段状通液路が、円錐状の傘形部材を複数段に配設して形成されており、
前記各々の傘形部材の斜面の一部に、各段を通液可能に接続する通液孔が形成され、
前記各々の傘形部材の頂点部分に、各傘形部材の下方で水から分離した油を前記本分離部の上方に浮上させる浮上分離路管が接続された構成であることを特徴とする上記１〜３のいずれかに記載の自吸式油水分離装置。

５．前記各々の傘形部材の通液孔の通液方向下流側の上部に通液の流れに抗する邪魔板が配設された構成であることを特徴とする上記４に記載の自吸式油水分離装置。

６．前記粗分離部の上部と前記本分離部の上方部と前記排水部の上部とを通気可能に連通する通気孔の直径が１〜１０ｍｍであることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の自吸式油水分離装置。

７．前記粗分離部の上部と前記本分離部の上方部と前記排水部の上部とを通気可能に連通する通気孔の直径が４〜５ｍｍであることを特徴とする上記１〜５のいずれかに記載の自吸式油水分離装置。

請求項１に示す発明によれば、混合液中の水と油とがエマルジョン化することなく油水分離装置内に混合液を導入することができ、水と油の分離能が高い自吸式油水分離装置を提供することができる。

特に、油水分離装置内への混合液の導入を該油水分離装置の分離装置部の下流側に配設した自吸式ポンプによって吸引することで行う構成であるため、混合液の水と油とがエマルジョン化することなく油水分離装置内に導入することができる。即ち、従来の上流側に配設した送液ポンプによる送液では水と油とが混合した状態の時に送液ポンプ内に吸引されて送液されることで該送液ポンプ内で混合液が撹拌状態となり水と油とが撹拌混合されてエマルジョン化してしまっていたが、請求項１に示す発明では、ポンプは下流側に配設した自吸式ポンプであるため、該自吸式ポンプ内に導入される前に油水分離装置内に導入されて水と油とが分離され、油が分離除去された水が自吸式ポンプ内に吸引導入されることからエマルジョン化することがない。従って、エマルジョン化による分離能の低下が生じることはない。

更に、混合液と共に分離装置部内に入り込んだ空気は、粗分離部・本分離部・排水部の上部を通って排気されるので、分離装置部内（特に粗分離部のサイクロン筒内）で混合液を懸濁させてしまうことがなくなる。従って、油水分離効率が低下することなく極めて効率的且つ速やかに水と油とを分離することができる。

請求項２に示す発明によれば、混合液から分離された油を速やか且つ確実に貯油槽に導入することができる。

請求項３に示す発明によれば、分離装置部内の負圧状態を維持したまま貯油槽に溜まった油を廃棄することができる。

請求項４に示す発明によれば、複数段状通液路の各傘形部材の通液孔を通って混合液が下段に移動する際に、混合液中の油は比重が軽いので上方に浮上し、水は下方に流れることになり、この比重差によって水と油とを分離することができる。

請求項５に示す発明によれば、複数段状通液路を混合液が通過する際に、傘形部材の邪魔板に前記混合液が衝突することで該混合液中の油は比重の軽さから分離して上方に浮上することになり、水と油とを分離することができる。

請求項６に示す発明によれば、混合液と共に分離装置部内に入り込んだ空気が粗分離部・本分離部・排水部の上部を通って効率よく排気される。１ｍｍ未満では、排気効率が悪く、１０ｍｍ超では粗分離部のサイクロン分離効率が低下する。

請求項７に示す発明によれば、混合液と共に分離装置部内に入り込んだ空気が粗分離部・本分離部・排水部の上部を通って極めて効率よく排気される。

本発明に係る自吸式油水分離装置の１実施例を示す部分断面図 図１の正面図 図１の左側面図 図１の平面図 図１の斜視図 複数段状通液路を構成する傘形部材、通液孔及び邪魔板の一例を示す左側面図 図６の平面図

次に、添付の図面に従って本発明を詳細に説明する。
尚、図１中に示す矢符は、太実線の矢符は水に油が混入している混合液（混合液と共に入り込む空気も含む）の流れ、実線の矢符＋破線は水と油とが粗分離された混合液の流れ、実線の矢符は水の流れ、破線の矢符は油の流れ、点線の矢符は空気の流れ、を各々示す。

本発明に係る自吸式油水分離装置（以下、単に装置ということもある。）１は、水に油が混入している混合液を分離する分離装置部２と、該分離装置部２内に前記混合液を導入するポンプ装置部３と、を主構成とする。

分離装置部２は、
前記混合液を装置１の外部から配管４１を介してサイクロン筒４２内に接線方向から導入して旋回流を生じさせ、この旋回流によるサイクロン分離によって水と油とを粗分離する粗分離部４と、
該粗分離部４の下流側に接続され、前記粗分離部４で粗分離された混合液を複数段状に形成された通液路５１を上方から下方に通過させることで比重差によって油と水とを本分離する本分離部５と、
該本分離部５の複数段状通液路５１の下部に接続され、前記本分離部５で油が分離除去された水を前記複数段状通液路５１の下部から分離装置部２の上部まで延びる排水路６１を通過させて排出する排水部６と、
前記本分離部５で水から分離して前記本分離部５の上部からオーバーフローする油を貯留する貯油槽７と、
を有して成る構成である。

ポンプ装置部３は、前記分離装置部２の下流側に接続され、前記排水部６に直接又は間接的に接続（本実施例では、排水出口６３に接続）されることで前記混合液を前記分離装置部２の外部から前記粗分離部４・前記本分離部５・前記排水部６を介して吸引することで前記分離装置部２内に導入する液体ポンプ、好ましくは自吸式液体ポンプ（図示は省略）を有して成る。ポンプ装置部３に採用される自吸式液体ポンプとしては、公知公用の自吸式構成の液体ポンプであればよく、油水分離の処理量に応じた送液性能を有するものを特別の制限無く用いることができる。また、液体ポンプについても同様である。

自吸式液体ポンプを有するポンプ装置部３を分離装置部２の下流側に配設する構成によって、自吸式油水分離装置１（の分離装置部２内）への混合液の導入をポンプによる上流側からの送り込みではなく、自吸式液体ポンプによる下流側の吸引によって行う構成であるため、混合液の水と油とがエマルジョン化することなく自吸式油水分離装置１（の分離装置部２内）に導入することができる。かかる構成によって、上流側に配設した送液ポンプによる送液では水と油とが混合した状態の時に送液ポンプ内に吸引されて送液されることで該送液ポンプ内で混合液が撹拌状態となり水と油とが撹拌混合されてエマルジョン化してしまっていたが、本発明の構成では、ポンプは下流側に配設した自吸式ポンプであるため、該自吸式ポンプ内に導入される前に油水分離装置１（の分離装置部２内）に導入されて水と油とが分離され、油が分離除去された水のみが自吸式ポンプ内に吸引導入されることからエマルジョン化することがない。従って、エマルジョン化による分離能の低下が生じることはないものである。

また、前記粗分離部４の上部と前記本分離部５の上方部と前記排水部６の上部とは通気可能に連通しており、混合液と共に分離装置部２内に入り込んだ空気をポンプ装置部３の自吸式液体ポンプによって吸引して排出する構成となっている。通気可能に連通する構成としては、粗分離部４の上部と本分離部５の上部とは連通管４３を介して連通し、本分離部５の上部と排水部６の上部とは両構成部の隔壁部分に穿設した連通孔６２を介して連通する構成である。連通管４３の内径と連通孔６２の直径は好ましくは１〜１０ｍｍ、より好ましくは４〜５ｍｍである。１ｍｍ未満の場合は排気効率が悪くなり、１０ｍｍ超の場合は粗分離部４のサイクロン分離効率が低下する。

連通管４３と連通孔６２によって、混合液と共に分離装置部２内に入り込んだ空気は粗分離部４・本分離部５・排水部６の上部を通って排気されるので、分離装置部２内（特に粗分離部４のサイクロン筒４２内）で混合液を懸濁させてしまうことがなくなる。従って、油水分離効率が低下することなく極めて効率的且つ速やかに水と油とを分離することができる。

尚、図中において、符号４４は清掃時や水抜き時に分離装置部２（特に粗分離部３）内の負圧を解除するエアバルブ部を示す。

以下、各構成部及び油水分離構成について更に詳説する。

粗分離部４に導入された混合液は、比重差の違いにより流入速度が異なるため、比重の重い水は旋回によってサイクロン筒４２の外側に移動し、比重の軽い油は旋回によってサイクロン筒４２の中心部に集まる。混合液と共に入り込んだ空気は上方に抜け、連通管４４から本分離部５の上部を通り、連通孔６２を通って排水部６の上部に移動した後、ポンプ装置部３の自吸式液体ポンプによって吸引されることで分離装置部２から排出される。

粗分離部４において水と油とが粗分離された混合液は、次に本分離部５に移動し、比重の軽い油は浮上し、比重の重い水は複数段状通液路５１を上方から下方に移動する。尚、この時点でも混合液中に空気が入り込んでいる場合は、該空気は混合液中から浮上して本分離部５の上方に抜け、連通孔６２から排水部６の上部に移動した後、ポンプ装置部３の自吸式液体ポンプによって吸引されることで分離装置部２から排出される。

本分離部５で水から分離浮上した油は、該本分離部５の上部のオーバーフロー部５２からオーバーフローし、貯油槽７に接続する通油管７１を介して前記貯油槽７に貯留する。

貯油槽７は、前記通油管７１に対して着脱可能に接続されており、前記貯油槽７の着脱時に前記分離装置部２内の負圧状態を維持可能とするための開閉バルブ７２が前記通油管７１の経路中に配設されている。貯油槽７に貯留される油が任意の量に達した時点（例えば、満杯量になった時点や任意の分離処理が終了した時点）で開閉バルブ７２を閉じて通油管７１か該貯油槽７を取り外すことで内部に貯留した油を廃棄処理することができる。

本分離部４の複数段状通液路５１は、図１並びに図６及び図７に示すように円錐状の傘形部材５３を複数段に配設して形成されており、各々の傘形部材５３の斜面の一部に、各段を通液可能に接続する通液孔５４が形成され、各々の傘形部材５３の頂点部分に、各傘形部材５３の下方で水から分離した油を前記本分離部２の上方に浮上させる浮上分離路管５５・５６が接続された構成となっており、該複数段状通液部５１の各傘形部材の通液孔を通って混合液が下段に移動する際に、混合液中の油は比重が軽いので上方に浮上し、水は下方に流れることになり、この比重差によって水と油とを分離することができる。

更に、前記各々の傘形部材５３の通液孔５４の通液方向下流側の上部には通液の流れに抗する邪魔板５７が配設された構成であることが好ましい。邪魔板５７を配設することで、複数段状通液路５１を混合液が通過する際に、この邪魔板５７に前記混合液が衝突することで該混合液中の油は比重の軽さから水から分離して上方に浮上することになり、水と油とを分離することになる。

混合液は、上記したように先ず粗分離部４で水と油とが粗分離され、次に本分離部５に送り込まれることで分離した油の大部分が浮上してオーバーフロー部５２からオーバーフローして通油管７１を介して貯油槽７に送られる。本分離部５に送り込まれた時点で未だ混合液中に混入している油は、該本分離部５の複数段状通液路５１を上方から下方に通過することで徐々に分離することで該複数段状通液路５１の最下部に達するまでに略全ての油が水から分離して浮上することになる。

複数段状通液路５１の各段で分離した油は、傘形部材５３に形成された通液孔５４を通って上方に浮上したり、或いは傘形部材５３の下面を伝いながら該傘形部材５３の中心部分に移動して該傘形部材５３の頂点部分に接続された浮上分離路管５５・５６を通って上方に浮上して、オーバーフロー部５２からオーバーフローして貯油槽７に送られる。

以上のように粗分離部４を通り本分離部５を通ることで混合液中の油が分離除去された残りの水は、排水部６の排水路６１を通過した後、排水出口６３からポンプ装置部３を通った後、自吸式油水分離装置１の次工程に送水されたり、外部に排水されることになる。

尚、分離装置部１内の液面は、本実施例では排水部６の上部に配設した液面調整部８を上下動させることで調整することができる。液面調整部８の上下動構成としては、該液面調整部８をマグネットカップリング部８１を介して分離装置部２の上部に取り付けた調整ハンドル８２を回動させることで行うことができる。

１ 自吸式油水分離装置
２ 分離装置部
３ ポンプ装置部
４ 粗分離部
４１ 配管
４２ サイクロン筒
４３ 連通管
５ 本分離部
５１ 複数段状通液路
５２ オーバーフロー部
５３ 傘形部材
５４ 通液孔
５５ 浮上分離路管
５６ 浮上分離路管
５７ 邪魔板
６ 排水部
６１ 排水路
６２ 連通孔
６３ 排水出口
７ 貯油槽
７１ 通液管
７２ 開閉バルブ
８ 液面調整部
８１ マグネットカップリング部
８２ 調整ハンドル

Claims (7)

1. 水に油が混入している混合液を分離する分離装置部と、該分離装置部内に前記混合液を導入するポンプ装置部と、を有する構成の油水分離装置において、
   前記分離装置部が、
   前記混合液をサイクロン筒内に導入して旋回流を生じさせるサイクロン分離によって水と油とを粗分離する粗分離部と、
   該粗分離部の下流側に接続され、前記粗分離部で粗分離された混合液を複数段状に形成された通液路を上方から下方に通過させることで比重差によって油と水とを本分離する本分離部と、
   該本分離部の複数段状通液路の下部に接続され、前記本分離部で油が分離除去された水を前記複数段状通液路の下部から分離装置部の上部まで延びる排水路を通過させて排出する排水部と、
   前記本分離部で水から分離して前記本分離部の上部からオーバーフローする油を貯留する貯油槽と、
   を有して成り、
   前記ポンプ装置部が、
   前記分離装置部の下流側に接続され、前記排水部に直接又は間接的に接続されることで前記混合液を前記分離装置部の外部から前記粗分離部・前記本分離部・前記排水部を介して吸引することで前記分離装置部内に導入する自吸式液体ポンプを有して成り、
   前記粗分離部の上部と前記本分離部の上方部と前記排水部の上部とが通気可能に連通しており、分離装置部内に入り込んだ空気を自吸式液体ポンプによって吸引して排出する構成であることを特徴とする自吸式油水分離装置。
2. 前記本分離部で水から分離して前記本分離部の上部からオーバーフローする油を前記貯油槽に接続した通油管を介して導入する構成であることを特徴とする請求項１に記載の自吸式油水分離装置。
3. 前記貯油槽が前記通油管に着脱可能に接続されており、前記貯油槽の着脱時に前記分離装置部内の負圧状態を維持可能とするための開閉バルブが前記通油管に配設された構成であることを特徴とする請求項２に記載の自吸式油水分離装置。
4. 前記複数段状通液路が、円錐状の傘形部材を複数段に配設して形成されており、
   前記各々の傘形部材の斜面の一部に、各段を通液可能に接続する通液孔が形成され、
   前記各々の傘形部材の頂点部分に、各傘形部材の下方で水から分離した油を前記本分離部の上方に浮上させる浮上分離路管が接続された構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自吸式油水分離装置。
5. 前記各々の傘形部材の通液孔の通液方向下流側の上部に通液の流れに抗する邪魔板が配設された構成であることを特徴とする請求項４に記載の自吸式油水分離装置。
6. 前記粗分離部の上部と前記本分離部の上方部と前記排水部の上部とを通気可能に連通する通気孔の直径が１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自吸式油水分離装置。
7. 前記粗分離部の上部と前記本分離部の上方部と前記排水部の上部とを通気可能に連通する通気孔の直径が４〜５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の自吸式油水分離装置。

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