JP2019025477A - 切削油廃液の処理方法及び処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削油廃液を油分がほぼ含まれない状態まで浄化でき、切削油廃液から低含水率の油を分離・回収でき、且つこれらの処理を簡易な設備で実施可能な切削油廃液の処理方法及び処理装置を提供する。【解決手段】切削油廃液の処理方法であって、減圧蒸発処理により切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する減圧蒸発処理分離工程と、高濃度の油分を遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離工程とを有する切削油廃液の処理方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、切削油廃液の処理方法及び処理装置に関する。

切削油廃液等の油分を含有する廃水の処理には、従来より蒸発処理、膜ろ過処理、遠心分離処理等が用いられてきた。例えば、特許文献１（特開２００２−３３６８４１号公報）の「含油廃水の蒸発処理方法」には、水溶性切削廃液等の油を含有する含油廃水を蒸発缶内に導き、大気圧以下に減圧、かつ、４０〜６０℃に加温することで発生した水蒸気を凝縮させ、次いでこの凝縮水を、油分離機において油分を分離除去したのち、生物による処理を行う方法が記載されている。

特許文献２（特開２０１５−１９９８４８号公報）の「再生重油製造方法及び製造システム」には、水分を含む廃油を４０〜６０℃に加温して２層に分離する浮上分離工程と、浮上分離工程で得た液体から固形分を除去する２段の固液分離工程と、固液分離工程にて得た液体を８０〜１００℃に加温した後に三相遠心分離機により軽液、重液、スラッジに分離する三相分離工程と、軽液を１００〜１１０℃に加温し撹拌して水分を蒸発させる水分蒸発工程を以て、水分を含む廃油から水分含有量が１重量％未満の低含水率の再生重油を得る処理方法が記載されている。

特開２００２−３３６８４１号公報 特開２０１５−１９９８４８号公報

しかし、特許文献１の技術においては、処理が進むにつれて切削油廃液の濃縮倍率が上昇するため、モル沸点上昇が起こり、それ以上水が蒸発しない限界点が存在する。これに対して、さらに蒸発量を上げるために温度をさらに上げて処理する方法も考えられるが、水以外の成分の蒸発量の増加やエネルギーの浪費、濃縮された油の変質等の課題が生じる。また、切削油廃液を濃縮することで、析出したスケールや濃縮された油によって伝熱効率が悪化すると共に、これを改善するための蒸発缶内の定期的な清掃が必要となる。

特許文献２の技術においては、計５段階の分離工程が必要であるため、装置が大規模になり、かつ、維持管理が煩雑となる。また、計３段階の加温工程が必要であるため、処理に必要なエネルギー量が多い。そして、各工程で分離された処理水を浄化するためには、別途処理を設ける必要があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑み成されたものであり、その目的は、切削油廃液を油分がほぼ含まれない状態まで浄化でき、切削油廃液から低含水率の油を分離・回収でき、且つこれらの処理を簡易な設備で実施可能な切削油廃液の処理方法及び処理装置を提供することにある。

本発明は一側面において、減圧蒸発処理により切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する減圧蒸発処理分離工程と、高濃度の油分を遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離工程とを有する切削油廃液の処理方法が提供される。

本発明に係る切削油廃液の処理方法は一実施態様において、遠心分離工程の前に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加工程を有する。

本発明に係る切削油廃液の処理方法は別の一実施態様において、解乳化剤添加工程における解乳化剤の添加時、もしくは添加前もしくは添加後のいずれかのときに、切削油廃液を３０℃〜６５℃に加温する加温工程を有する。

本発明に係る切削油廃液の処理方法は更に別の一実施態様において、解乳化剤が水溶性である。

本発明に係る切削油廃液の処理方法は更に別の一実施態様において、切削油廃液が、水溶性切削油を含む。

本発明は別の一側面において、切削油廃液を加温する加温手段と、加温手段での加温前又は加温後の切削油廃液を導入し、減圧蒸発処理により切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する減圧蒸発処理手段と、高濃度の油分を加温手段に返送する返送手段と、加温手段での加温後の切削油廃液を導入し、遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離手段とを有する切削油廃液の処理装置が提供される。

本発明に係る切削油廃液の処理装置は一実施態様において、加温手段の前又は後の切削油廃液に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加手段を有する。

本発明に係る切削油廃液の処理装置は別の一実施態様において、解乳化剤が水溶性である。

本発明によれば、切削油廃液を油分がほぼ含まれない状態まで浄化でき、切削油廃液から低含水率の油を分離・回収でき、且つこれらの処理を簡易な設備で実施可能な切削油廃液の処理方法及び処理装置を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る処理装置の一例を示す模式図である。 本発明の第２の実施の形態に係る処理装置の一例を示す模式図である。 本発明の第３の実施の形態に係る処理装置の一例を示す模式図である。

以下、図面を参照しながら本発明の第１〜第３の実施の形態について説明する。以下の図面の記載においては、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。なお、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、構成部品の構造、配置等を下記のものに特定するものではない。

（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態に係る処理装置を図１を用いて説明する。切削油廃液としては、切削油を含有する廃液であれば特に限定されるものではないが、例えば、水溶性切削油を含む廃液が好適に利用できる。なお、本実施形態では、切削油廃液を処理する場合を例に説明するが、切削油廃液だけでなく、油を含有する廃液、即ち含油廃液であれば本実施形態の処理対象（原水）とすることができる。含油廃液としては、重油、軽油、原油などの種々の油を含む廃液が処理可能である。以下の説明では、含油廃液を処理する例を説明する。

含油廃液は、原水槽１から減圧蒸発装置２に導入されて一定濃度以上に濃縮されるまで蒸発処理され、含油廃液中の高濃度の油分（以下「濃縮含油廃液」又は「濃縮液」という）と油分を含まない水（以下「処理水」ともいう）とに分離される。減圧蒸発装置２にて一定濃度に濃縮された濃縮液は、蒸気配管２１を介して加熱器３に導入され、加熱される。加熱器３は、図示しない蒸気発生ボイラーに接続されるか、もしくは電気ヒータに接続されている。加熱器３には加温後の含油廃液を原水槽にフィードバックするための循環配管３１が設けられており、循環配管３１の途中には図示しない循環ポンプが設けられている。

原水槽１にフィードバックされた加温後の含油廃液に対しては、解乳化剤添加手段から解乳化剤が添加・混合される。解乳化剤が添加・混合される際、原水槽１内の含油廃液は、３０℃〜６５℃に加温されていることが好ましい。含油廃液が３０℃〜６５℃に加温されることによって、含油廃液の粘度が低下するため、油水分離をより効率良く行うことができるという効果が期待できる。含油廃液を加熱しすぎると、処理装置全体のエネルギー効率が悪化する上、廃液中の油の成分によっては、引火点を超える場合があるため、６５℃以下とすることが好ましく、より好ましくは５５℃以下である。

原水槽１において解乳化剤が添加・混合された混合液は、供給配管３２を介して再度加熱器３に導入された後、遠心分離機４で遠心分離処理され、油分を主成分とする重液と、水を主成分とする軽液（含油水）と、固形物に分別されて排出される。

遠心分離後の含油水は油分を含んでいるため、返送配管４１を介して原水槽１に返送され、再度処理される。これにより、含油水を油分がほぼ含まれない状態まで浄化できる。ここで、水溶性の解乳化剤を用いた場合、含油水中に解乳化剤が残留するため、解乳化剤を原水槽１に返送し、含油廃液と混合することにより、解乳化剤を再利用することが可能となる。水溶性の解乳化剤としては、例えば、アニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、アニオンポリマー、カチオンポリマー、両性ポリマー、フェノール誘導体等が挙げられる。なお、加熱器３で加熱された後の含油廃液は、原水槽１へフィードバックする代わりに、図示しない混合槽を設け、この混合槽にて解乳化剤の添加・混合を行い、混合液を加熱器３もしくは遠心分離機４に導入することも可能である。

添加する解乳化剤の量は、解乳化剤の種類や対象とする被処理水の油濃度及び界面活性剤濃度によって異なるが、被処理水に対して解乳化剤が５０ｐｐｍ以上、更には１００ｐｐｍ以上となるように添加することができる。添加する解乳化剤の上限値も上記と同様の理由から以下に制限されるものではないが、例えば被処理水に対して５０００ｐｐｍ以下、更には１０００ｐｐｍ以下となるように添加することができる。

第１の実施の形態に係る処理装置によれば、含油廃液を簡易なシステムで油分をほぼ含まない状態にまで浄化できると共に、低含水率の油を分離・回収できる。また、第１の実施の形態において得られた処理水は、ｐＨ調整等の簡易な２次処理を実施することで下水道に放流することができる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係る処理装置は、図２に示すように、加熱器３が減圧蒸発装置２の上流側に設けられている。減圧蒸発装置２と原水槽１との間には蒸気配管２１が設けられており、蒸気配管２１を介して、減圧蒸発装置２で得られる濃縮液が原水槽１へ供給される。その他の構成は、図１に示す第１の実施形態に係る処理装置と同様である。

第２の実施の形態に係る処理装置では、含油廃液を減圧蒸発処理する前に加熱器３で加熱処理するため、含油廃液を減圧蒸発装置２にて加熱する必要がなくなるという利点がある。その他の作用・効果は第１の実施の形態で記載した内容と同様の利点を得られる。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係る処理装置は、図３に示すように、加熱器３が原水槽１の上流側に設けられている。その他の構成は図２に示す第２の実施の形態に係る処理装置と同様であり、図２に示す処理装置と同様の作用・効果が得られる。

第３の実施の形態に係る処理装置では、解乳化剤を添加・混合する前に、含油廃液を加熱器３で加熱しているため、解乳化剤を添加する前に含油廃液中の油分の粘度が下がり、原水槽１での解乳化剤の混合・分散をより円滑に短時間で行うことができる。その他の作用・効果は第１の実施の形態又は第２の実施の形態に係る処理装置と同様である。

以下に本発明の実施例を比較例と共に示すが、これらの実施例は本発明及びその利点をよりよく理解するために提供するものであり、発明が限定されることを意図するものではない。

（実施例１）
図３に示す処理装置を用いて、工場から排出された水溶性切削油剤廃液を５０℃に加温した後、ロータリーエバポレータを用いて８０ｈＰａに減圧した状態で、原水の容量が約２５分の１となるまで蒸発処理した。次いで、ロータリーエバポレータで得られた濃縮液を５０℃に加温し、解乳化剤（伯東社製ハクトールＥ−５２３）を濃縮液１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合した。濃縮液に解乳化剤を混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。

なお、原水、減圧蒸発処理分離工程後の濃縮液、遠心分離回収油の水分量は、三菱ケミカルアナリテック社製ＣＡ−２００、遠心分離回収油の発熱量は島津製作所社製ＣＡ−４ＡＪを用いてそれぞれ測定した。

表１に示すように、減圧蒸発処理分離工程後の処理水のノルマルヘキサン抽出物質濃度は１．０ｍｇ／Ｌであり、下水道に放流できる水質まで油分濃度を低減することができた。一方、濃縮液の水分量は９．７％であった。蒸発処理において、これ以上蒸気は発生せず、さらに水分量を低減することは難しかった。

濃縮液の遠心分離処理後の回収油の水分量は０．７５％、発熱量は４１．２ ＭＪ／ｋｇであった。遠心分離回収油の発熱量は、重油とほぼ同等であった。遠心分離工程で発生した含油水は原水槽へ返送し、再度処理することで、さらに油分を回収することが可能であった。

（実施例２）
実施例１と同様の蒸発処理濃縮液（約２５倍、容量比）について、前記濃縮液を３０℃に加温した後、水溶性の解乳化剤（マツケン社製エマルジョンブレーカー＃３５００）を前記濃縮液１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。

表２に示すように、濃縮液の遠心分離処理後の回収油の水分量は０．８８％、発熱量は４０．５ＭＪ／ｋｇであり、重油とほぼ同等の発熱量であった。また、解乳化剤は水溶性であり、前記解乳化剤のほぼ全量が遠心分離工程で発生した含油水に含まれることから、前記含油水中には前記解乳化剤が９００ｍｇ／Ｌ溶解していると推定された。

次いで前記濃縮液に対して、前記含油水を前記濃縮液１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。

表３に示すように、濃縮液の遠心分離処理後の回収油の水分量は０．８９％、発熱量は４０．３ＭＪ／ｋｇであり、重油とほぼ同等の発熱量であった。表３より遠心分離工程で発生した含油水中の解乳化剤を再利用することが可能であった。

（比較例１）
実施例１と同様の試験原水に対して、実施例１と同様の解乳化剤を原水１ｋｇ当たり１０００ｍｇの割合で添加・混合し、これを遠心分離機に導入して、水、油、固形物の三相に分離した。

表４に示すように、遠心分離工程で得られた水（処理水）のノルマルヘキサン抽出物質濃度は８５０ｍｇ／Ｌであり、そのまま下水道に放流するためには、生物処理等の二次処理が必要であった。一方、遠心分離処理後の回収油の水分量は０．９９％、発熱量は３９．８ＭＪ／ｋｇであった。遠心分離回収油の発熱量は、重油とほぼ同等であった。

１…原水槽
２…減圧蒸発装置(減圧蒸発処理手段）
３…加熱器（加温手段）
４…遠心分離機（遠心分離手段）
２１…蒸気配管
３１…循環配管
３２…供給配管
４１…返送配管

Claims (8)

1. 切削油廃液の処理方法であって、
   減圧蒸発処理により前記切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する減圧蒸発処理分離工程と、
   前記高濃度の油分を遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離工程と
   を有することを特徴とする切削油廃液の処理方法。
2. 前記遠心分離工程の前に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加工程を有することを特徴とする請求項１に記載の切削油廃液の処理方法。
3. 前記解乳化剤添加工程における前記解乳化剤の添加時、もしくは添加前もしくは添加後のいずれかのときに、前記切削油廃液を３０℃〜６５℃に加温する加温工程を有することを特徴とする請求項２に記載の切削油廃液の処理方法。
4. 前記解乳化剤が水溶性であることを特徴とする請求項２又は３に記載の切削油廃液の処理方法。
5. 前記切削油廃液が、水溶性切削油を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の切削油廃液の処理方法。
6. 切削油廃液を加温する加温手段と、
   前記加温手段での加温前又は加温後の切削油廃液を導入し、減圧蒸発処理により前記切削油廃液中の高濃度の油分と油分を含まない水とに分離する減圧蒸発処理手段と、
   前記高濃度の油分を前記加温手段に返送する返送手段と、
   前記加温手段での加温後の切削油廃液を導入し、遠心分離することによって油分と水と固形物とに分離する遠心分離手段と
   を有することを特徴とする切削油廃液の処理装置。
7. 前記加温手段の前又は後の切削油廃液に、解乳化剤を添加する解乳化剤添加手段を有することを特徴とする請求項６に記載の切削油廃液の処理装置。
8. 前記解乳化剤が水溶性であることを特徴とする請求項６又は７に記載の切削油廃液の処理装置。