JP3353663B2

JP3353663B2 - 油分除去装置

Info

Publication number: JP3353663B2
Application number: JP21490097A
Authority: JP
Inventors: 洋郎岡田
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 1997-08-08
Filing date: 1997-08-08
Publication date: 2002-12-03
Anticipated expiration: 2017-08-08
Also published as: JPH1157305A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加工済みの各種の
機械部品や圧延材などの表面に付着している油分や異物
をアルカリ脱脂液で洗浄処理したときに、処理後の洗浄
処理液に含まれている油分や懸濁物質を略完全に除去し
て再生することにより、当該アルカリ脱脂液の循環使用
を可能にする油分除去装置に関し、更に詳しくは、大幅
に油分除去効果が向上した油分除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば帯鋼材の場合、その出荷に先立
ち、表面に付着している油分や異物などの除去作業が行
われる。その除去作業に関しては、従来から、トリクロ
ロエチレンのような塩素系溶剤で被処理材の脱脂洗浄が
行われていた。しかし、これら塩素系溶剤は環境破壊防
止のための規制対象であるということからその使用は極
力抑制され、最近では、アルカリ脱脂液による脱脂洗浄
処理が実施されはじめている。

【０００３】このアルカリ脱脂洗浄処理は、被処理材の
表面に付着している油分をアルカリ脱脂液で脱脂し、同
時に異物も除去し、ついで、脱脂後の表面を水のような
リンス液で洗浄し、付着しているアルカリ脱脂液などを
除去し、その後、エアブローや加熱乾燥によりリンス液
を除去することを基本工程として成り立っている。そし
て、その場合、アルカリ脱脂液はその脱脂洗浄効果を発
揮する間は継続して循環使用に供される。

【０００４】しかしながら、アルカリ脱脂液を循環使用
していると、被処理材の油分や異物がアルカリ脱脂液に
移行して循環使用している当該アルカリ脱脂液に順次蓄
積していく。そして、アルカリ脱脂液の油分濃度が増加
していくにつれて、当該アルカリ脱脂液の脱脂洗浄能は
低下し、最終的には失効して脱脂洗浄した油分が被処理
材の表面に再付着するという事態が起こってくる。また
異物はアルカリ脱脂液に懸濁して循環し、その量が多く
なると、その懸濁物質によって被処理材の表面に疵など
の障害の発生することがある。

【０００５】このような問題が発生することを防止する
ために、従来は、循環使用しているある時点で、アルカ
リ脱脂液の全量を交換したり、または、少しづつ新規な
アルカリ脱脂液を添加して更新したりする処置が採られ
ている。しかしながら、このような処置は、アルカリ脱
脂液の使用量の増加を招いて経済的には好ましいとはい
えず、また、廃液の量も増加してその処理が煩雑とな
る。

【０００６】このような問題を解決するために、本発明
者は、循環使用するアルカリ脱脂液の循環経路に、精密
濾過器とコアレッサと限外濾過器とをこの順序で直列配
置した油分除去装置を提案した（特願平８−３２０６９
号参照）。この装置は、脱脂処理に使用されたアルカリ
脱脂液中の懸濁物質や比較的大径の分散油をまず精密濾
過器で除去し、ついで小径の分散油をコアレッサで除去
し、その後限外濾過器で乳化油を分離しこの乳化油をコ
アレッサで捕捉・除去してアルカリ脱脂液を再生するも
のである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した油
分除去装置で乳化油を分離するために配置されている限
外濾過器は、その限外濾過器固有の油分除去量を示す。
また、通常の限外濾過器の透過液量は制限されたもので
あり、最大でも０.７ｍ／min程度である。したがって、
処理対象のアルカリ脱脂液への油分濃度が高い場合、す
なわち油分除去量が増大する場合、そのアルカリ脱脂液
を上記した油分除去装置で再生するためには、多数の限
外濾過器を組み込むことが必要となる。

【０００８】本発明は、特願平３−３２０６９号で提案
されている油分除去装置が備えている優れた特質をその
まま生かしつつ、限外濾過器を増設しなくても油分除去
量を大幅に増加させることができる新たな油分除去装置
の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、アルカリ脱脂洗浄処理で循
環使用するアルカリ脱脂液に含まれている油分の除去装
置であって、処理対象の前記アルカリ脱脂液の液路に、
精密濾過器とコアレッサと限外濾過器とがこの順序で直
列配置されており、かつ、前記コアレッサから前記限外
濾過器への液路には、前記精密濾過器への液路に合流す
る分岐液路が設けられていることを特徴とする油分除去
装置が提供される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明装置の基本構成を
示す概略図である図１に基づいて本発明装置を詳細に説
明する。まず、この装置では２個の精密濾過器１ａ，１
ｂ、コアレッサ２および限外濾過器３がこの順序で直列
配置されている。

【００１１】そして、処理対象のアルカリ脱脂液４ａを
貯留する槽４には、サクションバルブＶ₁が介装されて
いる液路ｐ₁を介して濾過ポンプＰ₁が接続され、この濾
過ポンプＰ₁には、流量調整バルブＶ₂が介装されている
液路ｐ₂を介して精密濾過器１ａが接続されている。精
密濾過器１ａと精密濾過器１ｂは液路ｐ₃を介して互い
に接続され、最下流側に位置する精密濾過器１ｂには、
液路ｐ₄を介してコアレッサ２が接続されている。

【００１２】コアレッサ２からの出口液路は２つに分岐
し、一方の液路ｐ₅は循環ポンプＰ₂に接続され、他方の
分岐液路ｐ₆は流量調整バルブＶ₃を介して槽４に接続さ
れている。循環ポンプＰ₂には、流量調整バルブＶ₄が介
装されている液路ｐ₇を介して限外濾過器３が接続さ
れ、ここに、液路ｐ₁〜ｐ₇を通って処理対象のアルカリ
脱脂液４ａが槽４から限外濾過器３にまで流れていく全
体の経路が構成される。

【００１３】なお、上記した分岐液路ｐ₆は、槽４では
なく液路ｐ₁に接続していてもよい。要は、コアレッサ
２の処理液の一部が精密濾過器１ａの上流で液路に還流
できるようになっていればよい。そして、限外濾過器３
には液路ｐ₈を介してクッションタンク５が接続され、
限外濾過器３の限外濾過膜３ａを透過した透過液３ｂは
前記クッションタンク５に貯留され、流量調整バルブＶ
₅が介装されている液路ｐ₉を通って槽４に処理液（３）
として返送されるようになっている。また、クッション
タンク５には、空気バルブＶ₆が介装されている空気路
Ｌを介して圧縮空気の供給源６が接続されることによ
り、透過液３ｂへの加圧手段が形成されている。

【００１４】更に、限外濾過器３の出口に設けられてい
る液路ｐ₁₀は、途中で２つに分岐し、一方は流量調整バ
ルブＶ₇が介装されている液路ｐ₁₁になっていて、これ
は液路ｐ₁に合流している。そして他方は、流量調整バ
ルブＶ₈が介装されている液路ｐ₁₂になっていて、これ
は液路ｐ₅と合流している。この全体の液路において、
槽４から流出するアルカリ脱脂液４ａの流量と、液路ｐ
₉から槽４に還流してくる処理液（３）および液路Ｐ₆か
ら槽４に還流してくる処理液（２）の合計流量とは等し
くなるように調整されることにより液循環全体のバラン
スがとられている。

【００１５】本発明の装置は次のように運転される。そ
の１例を以下に説明する。まず、空気バルブＶ₆を閉に
して空気路Ｌを閉鎖し、他のバルブは全て開にした状態
で、濾過ポンプＰ₁を作動して、槽４内のアルカリ脱脂
液４ａを、分岐液路ｐ₆を通ってコアレッサ２から槽４
へ還流してくる処理液（２）と液路ｐ₉を通ってクッシ
ョンタンク５から槽４へ還流してくる透過液３ｂ（処理
液（３））の合計流量と略等しい流量で液路ｐ₁に吸引
する。

【００１６】アルカリ脱脂液４ａは、液路ｐ₂，ｐ₃を移
動し、その過程で精密濾過器１ａ，１ｂを順次通過して
いく。そして、これら精密濾過器１ａ，１ｂによって、
アルカリ脱脂液４ａに含まれている懸濁物質と比較的粒
径が大きい分散油が濾過され、除去される。したがっ
て、精密濾過器１ｂの下流側に位置する液路ｐ₄を流れ
る処理液（１）には、比較的粒径が小さい分散油と乳化
油と溶解油と、そして薬剤が含まれていることになる。

【００１７】ここで、精密濾過器は１個だけであっても
よいが、複数個（図では２個）を設置し、しかも、上流
側から順次フィルタ孔が小さくなるように精密濾過器を
設置すると、それぞれの精密濾過器に過大な負荷がかか
らなくなり、もって長期の運転寿命を実現することがで
きる。精密濾過器１ａ，１ｂで懸濁物質と大径の分散油
が除去された処理液（１）は、次に液路ｐ₄からコアレ
ッサ２に導入される。

【００１８】このコアレッサ２は、例えば超極細繊維か
ら成る不織布構造体のフィルタを内蔵するものであっ
て、ここに前記処理液（１）を導入すると、含まれてい
る小径の分散油は、繊維表面と繊維の絡み点で捕捉され
て凝集し、粗大化してフィルタ表面から比重分離して浮
上する。そして、浮上した油分はコアレッサ２の上部か
ら廃油として除去され、この時点の処理液（２）はコア
レッサ２の下部に位置する液路ｐ₅と分岐液路ｐ₆を流れ
ていく。

【００１９】液路ｐ₅，ｐ₆を流れる処理液（２）は、既
に分散油のほとんどが除去された状態になっているが、
いまだ除去対象の乳化油と、溶解油と薬剤が含まれてい
る。本発明の装置では、コアレッサ２からの処理液
（２）が液路ｐ₅，ｐ₆で２つに分流され、液路ｐ₅を流
れる一部の処理液（２）は液路ｐ₁₂からの循環流ととも
に循環ポンプＰ₂で増圧され、液路ｐ₇から限外濾過器３
に導入される。そして、残りの処理液（２）は液路ｐ₆
を流れて槽４に返送される。

【００２０】この限外濾過膜（中空子膜）３ａに導入さ
れた処理液（２）と液路ｐ₁₂からの循環流は、膜面の内
外における圧力差により、膜面を通過した粒径が極めて
小さい溶解油や薬剤を含む透過液３ｂと、粒径が比較的
大きい乳化油を含む濃縮液とに分離される。透過液３ｂ
は、液路ｐ₈を通ってクッションタンク５に貯留され、
液路ｐ₉を通り、処理液（３）として槽４に返送され
る。

【００２１】一方、限外濾過器３から流出した濃縮液
は、液路ｐ₁₀を流れ、その一部が液路ｐ₁₁を通って液路
ｐ₁に還流され、残りは液路ｐ₁₂を通って液路ｐ₅に流入
する。そして、この濃縮液は上記した態様で全体の液路
を循環し、その循環過程で、濃縮液に含まれている乳化
油は順次濃縮され、コアレッサ２で比重差分離する分散
油（浮上油）と一緒になって定期的に系外に除去され
る。

【００２２】また、分岐液路ｐ₆を通って槽４に返送さ
れた処理液（２）は、処理対象のアルカリ脱脂液４ａと
混合してそれを希釈し、再び、精密濾過器１ａ，１ｂと
コアレッサ２で処理される。そしてこの循環過程で、処
理液（２）に含まれていたわずかな小径の分散油も除去
されることになり、コアレッサ２からの処理液（２）に
含まれる分散油の濃度は低減していく。

【００２３】そのことは、液路ｐ₅を通って限外濾過器
３に導入される処理液（２）の分散油濃度も低減させる
ことになり、そのため、分散油に対する限外濾過器３の
負荷を軽減させることになる。すなわち、分岐液路ｐ₆
を設けてコアレッサ２の処理液（２）の一部を再び上流
側に還流して処理することを反復することにより、限外
濾過器３にとっては、そこに導入される処理液（２）に
対する分散油除去の前処理が進められていることにな
る。

【００２４】このように、本発明の装置を連続運転する
と、処理対象のアルカリ脱脂液４ａに含まれている懸濁
物質と大径の分散油は精密濾過器１ａ，１ｂで除去さ
れ、小径の分散油はコアレッサ２で除去され、そして乳
化油は限外濾過器３で分離される。コアレッサ２からの
処理液（２）の一部は槽４に返送されて再び処理されて
残存する分散油の除去が進み、より分散油濃度が低い処
理液（２）になり、それが限外濾過器３で処理され、そ
の処理液（３）が槽４に返送されて再び処理される。こ
の一連の循環過程が進むにつれて、処理対象のアルカリ
脱脂液の油分濃度は順次低減していくので、アルカリ脱
脂液は帯鋼材などをアルカリ脱脂するための循環使用が
可能な状態になる。

【００２５】しかしながら、この装置で限外濾過器３を
長期に亘って連続運転していると、わずかではあれ、上
流側で除去されなかった分散油が処理液（２）に含まれ
ているため、その分散油が限外濾過膜３ａの内面に付着
して膜面を閉塞したりして目詰まりを引き起こし、その
結果、透過液３ｂの量が漸減してくる。このため、限外
濾過器の実働に際しては、一般に、清浄な洗浄水を用い
て定期的に逆洗することが必要になる。しかし、その場
合には、別に清浄な洗浄水を大量に用意することが必要
であり、また、逆洗後の処理水に対する排水処理が必要
になってくる。

【００２６】しかしながら、本発明の装置においては、
大量の洗浄水を用意する必要もなく、限外濾過器３の逆
洗を行うことができる。すなわち、逆洗時には、まず、
濾過ポンプＰ₁と循環ポンプＰ₂の両方を停止するか、ま
たは停止することなく透過液３ｂを限外濾過膜３ａに逆
流させる。サクションバルブＶ₁と流量調整バルブＶ₅を
閉にし、同時に、空気バルブＶ₆を開にして、供給源６
から圧縮空気をクッションタンク５に圧入する。クッシ
ョンタンク５内の透過液３ｂは液路ｐ₈を通って限外濾
過器３に圧入され、限外濾過膜３ａの膜面においては、
外側が加圧状態になっている内外の圧力差が発生する。

【００２７】透過液３ｂは限外濾過膜３ａを逆流してい
き、その過程で限外濾過膜３ａの目詰まりを引き起こし
ていた分散油を当該限外濾過膜３ａの内側に押し出す。
この押し出された分散油は逆流してきた透過液に含まれ
た状態で液路ｐ₁₀から流出し、全体の液路を循環し、こ
の循環の過程で、コアレッサ２で浮上油として捕捉さ
れ、系外に排出される。

【００２８】このように、本発明の装置では、大量の洗
浄水を用いることなく、限外濾過器の逆洗を行うことが
できる。

【００２９】

【実施例】フィルタ孔径が５μｍの精密濾過器１ａ、フ
ィルタ孔径が１μｍの精密濾過器１ｂ、超極細繊維の不
織布構造体を使用したカートリッジタイプ公称目間０.
５μｍのフィルタが内蔵されているコアレッサ２、限外
濾過膜３ａがポリスルホン製で内径１.２mmの中空子膜
から成り、その数百本が膜面積６ｍ²となるように内蔵
されている限外濾過器３を用いて、図１で示した装置を
構成した。

【００３０】なお、この限外濾過器３は、膜入口圧力を
２.５kg／cm²で運転したときの透過液量は最大で５.１
Ｌ／minになる性能のものである。油分濃度４２２０mg
／Ｌ，懸濁物質の濃度６５６mg／Ｌであるアルカリ脱脂
液４ａを用意した。空気バルブＶ₆を閉にし、他のバル
ブの開度を調節して、濾過ポンプＰ₁をその入口圧力が
２.０kg／cm²となるように作動し、液路ｐ₁→液路ｐ₂→
液路ｐ₃→液路ｐ₄→液路ｐ₅→液路ｐ₇の液路において液
路ｐ₄の流量を３０Ｌ／min，液路ｐ₇の流量を６０Ｌ／m
in，分岐液路ｐ₆を流れる処理液（２）の流量を７.７Ｌ
／min，液路ｐ₁₂における流量を５５Ｌ／minに設定し、
また、液路ｐ₅を流れる処理液（２）を循環ポンプＰ₂で
増圧して限外濾過器３の膜入口圧力を２.５kg／cm²に保
持することにより処理液（３）の流量を５.０Ｌ／minに
設定した状態で前記アルカリ脱脂液４ａの油分除去運転
を行った。

【００３１】処理液（２）の油分濃度は約５４０mg／Ｌ
となり、また処理液（３）の油分濃度は約３９mg／Ｌで
あった。したがって、この運転条件下における装置の油
分除去量は次のようになる。（４２２０−３９）×５＋
（４２２０−５４０）×７.７＝４９２４１mg／min。

【００３２】次に、比較のために、バルブＶ₃を閉にし
てコアレッサ２の処理液（２）の槽４への返送を停止
し、油分濃度が４０５０mg／Ｌのアルカリ脱脂液に対し
て装置運転を行った。なお、運転時には、限外濾過器３
の膜入口圧力を２.５kg／cm²に設定したところ、処理液
（３）の流量は５.１Ｌ／minになった。

【００３３】この運転条件下では、処理液（３）の油分
濃度は２１mg／Ｌになった。したがって、油分除去量
は、（４０５０−２１）×５.１＝２０５４８mg／minに
なる。以上から明らかなように、コアレッサ２からの処
理液（２）の一部を槽４へ分流するだけで、油分除去量
は４９２４１／２０５４８＝２.４倍に増加する。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
装置は、特願平８−３２０６９号で提案した油分除去装
置におけるコアレッサからの処理液（２）の一部を槽４
に返送するものであり、そのような簡単な処置だけで、
特願平８−３２０６９号の油分除去装置の性能を維持し
たまま、油分除去量を大幅に増大させることができる。

【００３５】このようなことから、本発明の装置を用い
れは、脱脂処理後のアルカリ脱脂液に大量の油分が含ま
れている場合であっても、限外濾過器を増設することな
く、充分に有効に対処することができるので、その工業
的な価値は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明装置の基本構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ精密濾過器２コアレッサ３限外濾過器３ａ限外濾過膜３ｂ透過液４槽４ａアルカリ脱脂液５クッションタンク６圧縮空気の供給源Ｐ₁ 濾過ポンプＰ₂ 循環ポンプｐ₁，ｐ₂，ｐ₃，ｐ₄，ｐ₅，ｐ₆，ｐ₇，ｐ₈，ｐ₉，
ｐ₁₀，ｐ₁₁，ｐ₁₂ 液路Ｌ圧縮空気の空気路Ｖ₁ サクションバルブＶ₂，Ｖ₃，Ｖ₄，Ｖ₆，Ｖ₇，Ｖ₈ 流量調整バルブＶ₅ 空気バルブ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】アルカリ脱脂洗浄処理で循環使用するア
ルカリ脱脂液に含まれている油分の除去装置であって、処理対象の前記アルカリ脱脂液の液路に、精密濾過器と
コアレッサと限外濾過器とがこの順序で直列配置されて
おり、かつ、前記コアレッサから前記限外濾過器への液
路には、前記精密濾過器への液路に合流する分岐液路が
設けられていることを特徴とする油分除去装置。
【請求項２】前記限外濾過器には、透過液を逆流させ
る加圧手段が接続されている請求項１の油分除去装置。