JP2013166109A - 油分離槽 - Google Patents

Abstract

【課題】 排水の流量が増加した場合でも、簡易な構成で排水中の油分を確実に分離させることが可能な油分離槽を提供する。
【解決手段】 排水管５の出口５ａの下方に、排水管５から排出される排水Ｗが落下する受け板７を設け、受け板７における排水Ｗが落下する位置よりも下流側に、受け板７を流下し複数の枡のうち最上流側の第１の枡Ｍ１に流入する排水Ｗに対して上向きの旋回流Ｆ２を付与する湾曲部７ｂを形成する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、油分を含んだ排水を油と水に分離するための油分離槽に関し、とくに排水の流量が増加した場合でも、簡易な構成で排水中の油分を確実に分離させることが可能な油分離槽に関する。

火力発電所においては、油タンクに貯留されている重油など燃料油は、油タンクヤードに一旦供給された後、発電のためのボイラに供給されるようになっている。油タンクからの油には、水分が混在していることから、油タンクヤードにおいては、油分を多く含む排水が底部に溜まっている。したがって、油タンクヤードにおいては、下部に溜まっている油分を多く含む水を油分離槽によって油と水に分離し、分離された水のみを排水として外部に排出している。

図７は、火力発電所の油タンクヤードで用いられている従来の油分離槽の一例を示している。油分離槽１は、上流側の排水管５から排出される排水Ｗを貯留するための槽本体２を有している。槽本体２の内側は、第１の隔壁３および第２の隔壁４によって、第１の枡Ｍ１と、第２の枡Ｍ２と、第３の枡Ｍ３とに区画されている。排水管５からの排水Ｗは、まず第１の枡Ｍ１に排出され、つぎに隔壁３の下部を介して第２の枡Ｍ２に流入する。そして、第２の枡Ｍ２に流入した排水Ｗは、隔壁４の上端を超えて第３の枡Ｍ３に流入し、その後、第３の枡Ｍ３の底部側の排水Ｗは、サイフォン現象を利用した下流側の排水管６を介して外部に排出される。

従来から被処理水の比重差を利用して油分を分離する技術は知られている（例えば、特許文献１、２参照。）。この特許文献１の油分離槽では、油分離槽内に被処理水の流れを整える多孔部材が設けられている。特許文献２の油分離槽は、油分離槽内に被処理水の流れを整える回転可能なベルト状の多孔部材が設けられており、多孔部材に付着した油などが水面の上方にて回収可能となっている。

特開２０１０−２４７１４４号公報 特開２０１１−２０６７３４号公報

しかし、図７に示す従来の油分離槽１では、上流側の排水管５から排出される排水Ｗの流量が増加すると、排出管５から排出される際の排水Ｗの流速が早くなるので、油分を多く含んだ第１の枡Ｍ１の排水Ｗが、第１の隔壁３の下部を介して第２の枡Ｍ２に流入し、第２の枡Ｍ２に油分が浮いてくる事象が生じる。このように、従来では、排水管５からの排水Ｗの流量が増加した場合は、第１の枡Ｍ１における油分の分離が確実に行われなくなり、水と油分の分離能力が低下するという問題がある。したがって、排水Ｗの流量が増加した場合でも、確実に水と油分とを分離することができる油分離槽の開発が望まれる。

特許文献１、２の油分離槽は、油分離槽内に多孔部材を設ける必要があるとともに、多孔部材を駆動するための動力設備が必要となるので、装置が複雑化し、コストが高くなるという問題がある。

そこで本発明は、排水の流量が増加した場合でも、簡易な構成で排水中の油分を確実に分離させることが可能な油分離槽を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、隔壁によって区画される連通可能な複数の枡を有し、排水管から排出される排水に混在している油を前記各枡を使用して分離する油分離槽であって、前記排水管の出口の下方に、前記排水管から排出される排水が落下する受け板を設け、前記受け板における前記排水が落下する位置よりも下流側に、前記受け板を流下し前記複数の枡のうち最上流側の枡に流入する排水に対して上向きの旋回流を付与する湾曲部を形成したことを特徴とする油分離槽である。

この発明によれば、排水管から排出された排水は、受け板に落下した後、最上流側の枡に流入するので、排水の最上流側の枡への流入速度が低下する。また、最上流側の枡へ排水が流入する際には、排水に対して上向きの旋回流が湾曲部によって付与されるので、比重差による油分離が助長され、最上流側の枡において水と油分の分離が確実に行われる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の油分離槽において、前記排水管の出口の流路断面積は、前記排水管の上流側の流路断面積よりも大に設定されていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の油分離槽において、前記複数の枡は、前記受け板からの排水が流入する第１の枡と、前記第１の枡と隣接して設けられ前記第１の枡からの排水が枡の底部を介して流入する第２の枡と、前記第２の枡に隣接して設けられ前記第２の枡からの排水が前記隔壁の上端を超えて流入する第３の枡と、から構成されていることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の油分離槽において、 前記受け板の前記排水が落下する面には、油吸着マットが載せられていることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、排水管の出口の下方に、排水管から排出される排水が落下する受け板を設け、最上流側の枡に流入する排水に対して上向きの旋回流を付与するようにしたので、排水の流量が増加した場合でも、油分を含んだ排水が最上流側の枡よりも下流側の枡に流入するのを抑制することができ、最上流側の枡において排水中の油分の大部分を確実に分離することができる。また、排水中の油分は最上流側の枡でほとんど回収することが可能となるので、日常の保守では最上流側の枡のみを清掃すればよく、保守が著しく容易となる。

請求項２に記載の発明によれば、排水管の出口の流路断面積は、出口に対する上流側の排水管の流路断面積よりも大に設定されているので、排水管の出口から排出される排水の流速を小とすることができる。これにより、最上流側の枡に流入する排水の流速を遅くすることができ、流速が遅い分だけ水と油の比重差を有効利用することができ、多くの油分を分離させることが可能となる。

請求項３に記載の発明によれば、複数の枡を第１の枡と、第２の枡と、第３の枡とから構成したので、排水に混在している油の分離能力をさらに高めることが可能となる。

請求項４に記載の発明によれば、受け板の排水が落下する面には、油吸着マットが載せられているので、油吸着マットが油を吸った後でも、油吸着マットが枡の底部に向かって沈下するのを防止することができる。

本発明の実施の形態１に係わる油分離槽の断面図である。 図１の油分離槽の平面図である。 図１の油分離槽の部分拡大断面図である。 図１の油分離槽が用いられる火力発電所の概要図である。 図１の油分離槽における排水管の変形例を示す拡大正面図である。 本発明の実施の形態２に係わる油分離槽の平面図である。 従来の油分離槽の断面図である。

つぎに、この発明の実施の形態について、図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態１）
図１ないし図４は、本発明の実施の形態１を示しており、とくに油を燃料とする火力発電所に適用した場合を示している。図４に示すように、火力発電所の施設には、重油などを貯留するための油タンク１１が設けられている。油タンク１１からの燃料油２０は、油タンクヤード１２に一旦供給され、油タンクヤード１２から発電のためのボイラ１３に供給されるようになっている。燃料油２０には、僅かながら水分が混在していることから、油タンクヤード１２においては、下部に溜まっている油分を多く含む水を排水管５を介して油分離槽１に導き、油分離槽１よって油と水に分離した後、分離された水のみを排水Ｗとして排水管６から外部に排出している。油分離槽１は、油タンクヤード１２よりも低い位置に設けられており、その高低差は例えばＨに設定されている。油タンクヤード１２から油分離槽１に向かって延びる排水管５の途中には、流量調整用のバルブ１４が設けられている。

図１および図２に示すように、油分離槽１は、上流側の排水管５から排出される排水Ｗを貯留するための槽本体２を有している。槽本体２は、例えば耐食性に優れた金属部材から構成されており、平面形状が四角形に形成されている。槽本体２は、底壁２ａと、右側壁２ｂと、左側壁２ｃと、上流側側壁２ｄと、下流側側壁２ｅとから構成されている。槽本体２の内側における右側壁２ｂと左側壁２ｃとの間には、第１の隔壁３および第２の隔壁４が設けられている。第１の隔壁３は、左右方向の一端が右側壁２ｂに接合されており、左右方向の他端が左側壁２ｃに接合されている。第１の隔壁３の上端は、槽本体２に貯留される排水Ｗの水面よりも上方に突出している。第１の隔壁３の下端３ａと底壁２ａとの間には、排水Ｗを下流側に導くための流路が形成されている。

第２の隔壁４は、第１の隔壁３に対して所定距離だけ下流側に離れた位置に設けられている。第２の隔壁４は、左右方向の一端が右側壁２ｂに接合されており、左右方向の他端が左側壁２ｃに接合されている。第２の隔壁４の下端は、底壁２ａに接合されている。第２の隔壁４は、槽本体２に貯留される排水Ｗの水面とほぼ同じ位置に上端４ａが位置するように設定されている。

槽本体２の内側は、第１の隔壁３および第２の隔壁４によって、第１の枡Ｍ１と、第２の枡Ｍ２と、第３の枡Ｍ３とに区画されている。すなわち、この実施の形態１においては、油分離槽１には、排水管５からの排水Ｗが流入する第１の枡Ｍ１と、第１の枡Ｍ１からの排水Ｗが枡の底部を介して流入する第２の枡Ｍ２と、第２の枡Ｍ２からの排水Ｗが第２の隔壁４の上端４ａを超えて流入する第３の枡Ｍ３が形成されている。各枡Ｍ１〜Ｍ３の容積は、ほぼ同じ値に設定されている。槽本体２の最下流側には、第３の枡Ｍ３の排水Ｗをサイフォン現象を利用して外部に排出させる排水管６が設けられている。

槽本体２の最上流側には、油タンクヤード１２からの排水Ｗを油分離槽１に導く排水管５が設けられている。排水管５の出口５ａは、第１の枡Ｍ１の直上に位置している。排水管５の出口５ａの下方には、排水管５から排出される排水Ｗが落下する受け板７が設けられている。受け板７は、この実施の形態１においては、第１の枡Ｍ１の内側にのみ配置されている。受け板７は、平面形状が四角形の金属板から構成されており、後述する流出部７ｃを除き、周囲が槽本体２および第１の隔壁３に接合されている。受け板７の上面の位置は、第１の隔壁３の上端よりも低く設定されている。

図３に示すように、受け板７には、平板部７ａと、湾曲部７ｂと、流出部７ｃが形成されている。平板部７ａは、排水管５から第１の枡Ｍ１に落下する排水Ｗを受け止めるとともに、受け止めた排水Ｗを、矢印Ｆ１および２点鎖線で示すように平面形状が略台形状となるように拡散させて下流側に流下させる機能を有している。すなわち、平板部７ａは、落下した排水Ｗを受け止めた後、流下する排水Ｗを徐々に左右方向に拡散させる機能を有しており、排水Ｗを大きな幅をもって湾曲部７ｂに流入させるようにしている。湾曲部７ｂは、平板部７ａに連なって形成された円弧状の部位であり、平板部７ａから第１の枡Ｍ１に流入する排水Ｗに対して上向きの旋回流Ｆ２を付与する機能を有している。流出部７ｃは、湾曲部７ｂの最下流側に位置しており、湾曲部７ｂにより付与された旋回流Ｆ２によって上方に向かって流動する排水Ｗを第１の枡Ｍ１に流出させる機能を有している。

つぎに、油分離槽１による油分離方法および作用について説明する。

図４に示すように、火力発電所においては、油タンク１１からの油２０は、油タンクヤード１２に一旦供給され、ボイラ１３に供給される。油タンク１１からの油２０には、水分が混在していることから、油タンクヤード１２においては、油分を多く含む排水Ｗが底部に溜まっており、この排水Ｗは排水管５を介して油分離槽１に導かれる。図４に示すように、油タンクヤード１２と油分離槽１とは、高低差Ｈが存在するので、排水管５から油分離槽１に排出される排水Ｗの流速は早いものとなる。

図１に示すように、排水管５の出口５ａは、受け板７の直上に位置しているので、排水管５の出口５ａから排出される排水Ｗは、受け板７の平板部７ａに落下することになる。平板部７ａに落下した排水Ｗは、平板部７ａの上面に沿って下流側に流下することになる。ここで、平板部７ａに落下した排水Ｗは、下流側に広がることになるので、平板部７ａを流れる排水Ｗは、矢印Ｆ１および２点鎖線で示すように、平面形状が略台形の流れとなる。そして、平板部７ａを流れる排水Ｗは、平板部７ａから湾曲部７ｂに流入することになる。

湾曲部７ｂは、平板部７ａに連なって形成された円弧状の部位であり、平板部７ａから第１の枡Ｍ１に流入する排水Ｗには、上向きの旋回流Ｆ２が付与される。すなわち、平板部７ａから湾曲部７ｂに流入する排水Ｗは、最初は湾曲部７ｂに沿って下向きに流れるが、その後、湾曲部７ｂに沿って上向きに流れることになる。これにより、排水Ｗにおける水と油との比重差が助長され、排水Ｗ中の油分のみが浮上し易い状態となる。そして、湾曲部７ｂの排水Ｗは、受け板７の流出部７ｃから第１の枡Ｍ１に流入することになるが、流出部７ｃから流出する排水Ｗは上向きの流れとなるので、水よりも比重が小さい油分が液面近くを流れることになり、流出部７ｃから流出した第１の枡Ｍ１の排水Ｗの液面Ｗ１には、排水Ｗ中の油分が浮遊することになる。この状態では、第１の枡Ｍ１内の排水Ｗの水面Ｗ１は、ほぼ流出部７ｃの高さと一致している。

つぎに、第１の枡Ｍ１に流入した排水Ｗのうち油分をほとんど含まない第１の枡Ｍ１の底部側の排水Ｗは、第１の隔壁３の下部を介して隣接する第２の枡Ｍ２に流入することになる。ここで、排水管５の出口から落下する排水Ｗは、受け板７の平板部７ａに落下することになるので、排水管５から排出される排水Ｗの流速が早くなった場合でも、従来のように、油分を多く含んだ第１の枡Ｍ１の排水Ｗが、第１の隔壁３の下部を介して第２の枡Ｍ２に流入することは回避され、第２の枡Ｍ２の液面Ｗ２に油分が浮いてくるという事象は防止される。

つぎに、第２の枡Ｍ２に流入した排水Ｗは、第２の隔壁４の上端４ａを超えて第３の枡Ｍ３に流入することになる。その後、第３の枡Ｍ３内に流入した排水Ｗは、サイフォン現象を利用した下流側の排水管６を介して外部に排出される。排水管６の吸込み口６ａは、第３の枡Ｍ３の底部側に位置しているので、排水管６に吸込まれる排水Ｗは、実質的に油分を含んでおらず、油分が分離された排水Ｗのみが排水管６を介して外部に排出される。

このように、実施の形態１においては、排水管５の出口５ａの下方に、排水管５から排出される排水Ｗが落下する受け板７を設け、最上流側の枡である第１の枡Ｍ１に流入する排水Ｗに対して上向きの旋回流Ｆ２を付与するようにしたので、排水Ｗの流量が増加した場合でも、油分を含んだ排水Ｗが最上流側の枡である第１の枡Ｍ１よりも下流側に位置する第２の枡Ｍ２および第３の枡Ｍ３に流入するのを抑制することができ、第１の枡Ｍ１において排水Ｗ中の油分の大部分を確実に分離することができる。また、排水Ｗ中の分離された油分は、最上流側の枡である第１の枡Ｍ１でほとんど回収することができるので、日常の保守では第１の枡Ｍ１のみを清掃すればよく、保守が著しく容易となる。

この実施の形態１においては、複数の枡として、第１の枡Ｍ１と、第２の枡Ｍ２と、第３の枡Ｍ３という３つの枡を使用しているので、排水Ｗの油分の分離能力をさらに高めることが可能となる。つまり、油分離槽１は、比重が水よりも小さいという油の特性を利用し、まず浮いた油を第１の枡Ｍ１に溜め置き、油分が分離された水だけを次の２つの枡に流すことを繰り返すことにより、油が確実に分離された排水Ｗのみを外部に排出することが可能となる。また、第１の枡Ｍ１に流入する排水Ｗは、受け板７に沿って平面状に流れることから、排水管５からの排水Ｗの排水量を目視で容易に把握することが可能となり、バルブ１４による流量調整も容易となる。

図５は、図３の変形例を示している。図３では、排水管５の出口５ａを上流側の口径と同じに設定しているが、図５に示すように、排水管５の出口５ｂを口径Ｄ１から口径Ｄ２に拡大することにより、排水管５から第１の枡Ｍ１に流入させる際の排水Ｗの流速を遅くすることができる。すなわち、図５においては、排水管５の出口５ａの流路断面積は、排水管５の上流側の流路断面積よりも大に設定されているので、排水管５の出口５ｂから排出される排水Ｗの流速を小とすることができる。これにより、排水Ｗの流速を遅くした分だけ、排水Ｗ中の水と油の比重差を有効利用することができ、第１の枡Ｍ１において多くの油分を分離させることが可能となる。

（実施の形態２）
図６は、この発明の実施の形態２を示している。実施の形態２が実施の形態１と異なるところは、油吸着マットの有無のみであり、その他の部分は実施の形態１に準じるので、準じる部分に実施の形態１と同一の符号を付すことにより、準じる部分の説明を省略する。

図６に示すように、受け板７の平板部７ａの上面には、油を吸着するためのオイルキャッチャ（登録商標）と呼ばれる油吸着マット８が載せられている。油吸着マット８は、例えば天然繊維を織り込んでマット状に形成したもので、油を素早く吸着する機能を有している。この実施の形態２においては、油吸着マット８は受け板７の平板部７ａのほぼ全面にわたって設けられている。

このように構成された実施の形態２においては、排水管５から排出された排水Ｗは、油吸着マット８に接触することになり、受け板７に落下した排水Ｗに含まれている油を吸着することができる。したがって、第１の枡Ｍ１に浮上する油量を抑制することができ、第１の枡Ｍ１の清掃作業が容易となる。また、油吸着マット８は、受け板７の平板部７ａによって支持されるので、油を吸着した油吸着マット８が第１の枡Ｍ１の底部に向かって沈下することを防止することができ、油吸着マット８の取扱いが容易となる。

以上、この発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施の形態１〜２に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、この実施の形態１においては、火力発電所の油タンクヤード１２における排水Ｗの油分離に適用した場合を示したが、用途は火力発電所に限定されない。また、この実施の形態１においては、第１の枡Ｍ１内に受け板７を配置する構成としたが、受け板７は、排水管５からの排水Ｗが確実に第１の枡Ｍ１にのみ流入する構造であれば、平板部７ａを第２の枡Ｍ２側に延ばす構成してもよい。

１ 油分離槽
２ 槽本体
３ 第１の隔壁（隔壁）
４ 第２の隔壁（隔壁）
５ 排水管
５ａ 出口
７ 受け板
７ａ 平板部
７ｂ 湾曲部
７ｃ 流出部
８ 油吸着マット
１１ 油タンク
１２ 油タンクヤード
１３ ボイラ
Ｍ１ 第１の枡
Ｍ２ 第２の枡
Ｍ３ 第３の枡
Ｗ 排水
Ｆ２ 旋回流

Claims (4)

1. 隔壁によって区画される連通可能な複数の枡を有し、排水管から排出される排水に混在している油を前記各枡を使用して分離する油分離槽であって、
   前記排水管の出口の下方に、前記排水管から排出される排水が落下する受け板を設け、前記受け板における前記排水が落下する位置よりも下流側に、前記受け板を流下し前記複数の枡のうち最上流側の枡に流入する排水に対して上向きの旋回流を付与する湾曲部を形成したことを特徴とする油分離槽。
2. 前記排水管の出口の流路断面積は、前記排水管の上流側の流路断面積よりも大に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の油分離槽。
3. 前記複数の枡は、前記受け板からの排水が流入する第１の枡と、前記第１の枡と隣接して設けられ前記第１の枡からの排水が枡の底部を介して流入する第２の枡と、前記第２の枡に隣接して設けられ前記第２の枡からの排水が前記隔壁の上端を超えて流入する第３の枡と、から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の油分離槽。
4. 前記受け板の前記排水が落下する面には、油吸着マットが載せられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の油分離槽。

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