JP3361095B2 - 洗浄水中の親油性疎水性物質の分離方法 - Google Patents
洗浄水中の親油性疎水性物質の分離方法Info
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Description
性物質の洗浄水からの分離に関するものである。
分、例えばギアー、作動チェーン、ベアリング等を含ん
でいる。このような機械部分の動きを助け、有効に利用
できる期間を延ばすために、油やグリースなどの潤滑剤
がしばしば使用される。しかし、長い年月の間に、泥や
ほこりの堆積とともに、潤滑剤がさられれることの多い
高い熱や圧力、激しい摩擦の状況により、潤滑剤はその
効果を失いはじめる。また、機械の金属部分は、このよ
うな潤滑剤が存在しているにも関わらず、擦り減ってい
く。金属部分が擦り減るにつれて、金属の破片が潤滑剤
中に分散し、潤滑剤をさらに汚してその有効期限を減ら
す。機械が最適の状態で稼働することを保証するため、
汚れた潤滑剤は最終的には取り除かれ、置き換えられな
くてはならない。
面活性剤と酵素の混合物を含む水性洗浄組成物で機械を
洗浄する方法がある。この洗浄過程から出る廃棄物(洗
浄水)は、水性洗浄組成中に分散した油、グリース、
泥、金属片等から成る汚れた潤滑剤を含む。
テムに単にたれ流すことによって処分されていた。しか
し、都市の下水道に捨てられるグリース、油、および水
に溶けない固体の体積の削減を要求する地方自治体の条
例がさらに厳しくなるとともに一般的になっている。よ
って、地域の下水道システムに洗浄水を捨てることがで
きなくなる可能性がある。洗浄水を地域の下水道システ
ムに捨てるには、廃棄物運搬サービスの使用が可能性の
ある代替方法である。しかし、比較的大きい容量の洗浄
水が発生する場合、それを運搬するには法外に高い値段
になる可能性もある。理想的には、また当今の産業上の
手法によれば、油と水の成分が再利用されるよう洗浄水
が処理できれば特に有意義である。よって現在、洗浄水
を再利用できるよう処理する方法、あるいはさらに簡単
に安く廃棄する方法が必要とされている。
処理すると、そこに分散された親油性疎水性物質の層化
を促すことが発見された。一度層に分けられると、当業
者が既知の様々な方法により、油、グリース、金属片、
泥等の層を洗浄水より取り除くことが可能になる。この
現象は、一度この親油性疎水性物質が洗浄水から取り除
かれると、水、油、およびグリース成分が再利用されう
る点において、特に有意義である。あるいは、洗浄水は
地域の下水道システムに廃棄できるほど清浄になりうる
点においても有意義である。最後に、泥、金属片等は洗
浄水より回収され、容量が減って、以前より廉価に廃棄
することが可能である点でも有意義である。
浄水から分離する方法が提供される。この方法によれ
ば、次の化学式をもつ30−2100ppmの界面活性剤が洗浄
水と混合される。nは6−20である。
アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、ペクチナーゼとそ
の混合物から成るグループより選択された、約1−200p
pmの酵素が洗浄水と混合される。
ジメチルアミンオキシド(lauryl dimethyl amine oxid
e)、ステアリルジメチルアミンオキシド(stearyl dim
ethyl amine oxide)、ミリスチルジメチルアミンオキ
シド(myristyl dimethyl amine oxide)とその混合物
から成るグループより界面活性剤が選択される。
剤および酵素の両方が洗浄水と混合される。
よる全固形分容量への寄与分を含む洗浄水中の全固形容
量に対して、100万分の1の単位(ppm)で表される。
いう表現は、油、グリース、泥、金属片等の親油性ある
いは疎水性の物質を表している。さらに、「洗浄水」と
いう表現はある量の親油性疎水性物質を含んだ水を表し
ている。
ス、浮きかす、油、および灰塵を取り除くため、分散メ
カニズムによって、ある組み合わせの界面活性剤と酵素
を含んだ水系洗浄組成物が使われてきた。界面活性剤の
分子は、親水性と親油性の両方の基をもつ。分散メカニ
ズムによると、界面活性剤のある親油基が、油、グリー
ス、泥等の粒子に結合して、それが加えられている水に
対して、界面活性剤の親水基を引きつけることによっ
て、それを分散させる。分散は、界面活性剤の親水基の
働きによって維持されている。異なった界面活性剤分子
における親水基は互いに反発しあい、これが油、グリー
ス、泥等の分子の間の反発となる。洗浄水が産業機械や
産業工程から取り除かれると、分散されたこれらの物質
も取り除かれることになる。
り除くための分散剤として使われるある界面活性剤と酵
素は、ある濃度においては、分散剤として作用しなくな
る。そのかわり、これらの界面活性剤と酵素は、油、グ
リース、泥等の親油性疎水性物質を層に分けることので
きる、層化試薬として働くという反対の作用を表す。本
発明における方法で使われた界面活性剤と酵素は、その
濃度によって、洗浄水中の親油性疎水性物質の層化を促
す。これによって、水に対してより密度の低い物質、例
えば油は、上部の層を形成し、後に洗浄水より取り除く
ことが可能である。例えば、普通の廃棄物清澄剤を使用
して表面の上澄みをすくい取ることによって、あるい
は、溶解した空気浮選装置によって、油を取り除くこと
ができる。回収された油は、再利用されるか、容量が減
っているため以前より廉価に廃棄することができる。反
対に、水に比べてより密度の高い物質は、洗浄水から取
り除くことができて比較的安価に廃棄することのできる
下部の層を形成する。最終的に、中間の層は、回収され
て再利用されてもよいし、あるいは地域の下水道システ
ムに廃棄されてもよい。
性剤が洗浄水と混合される。その界面活性剤は次の化学
式をもつ。nは6−20である。
とが望ましい。さらに望ましくは、100−500ppmそして
最も望ましくは100−300ppmの界面活性剤が洗浄水と混
合される。界面活性剤は、ラウリルジメチルアミンオキ
シド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ミリスチル
ジメチルアミンオキシドとその混合物から成るグループ
から選択されることが望ましい。最も望ましい界面活性
剤は、ラウリルジメチルアミンオキシドである。界面活
性剤と洗浄水の混合物は、そこに分散された親油性疎水
性物質の層化に必要な時間静置される。
が洗浄水と混合される。さらに望ましくは、約1−100p
pm、そしてさらに望ましくは1−50ppmの酵素が洗浄水
と混合される。最も望ましいのは、10−30ppmの酵素が
洗浄水と混合されることである。この酵素は、プロテア
ーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セルラーゼ、ペクチナー
ゼとその混合物から成るグループから選択される。さら
に望ましいのは、酵素が、枯草菌(Bacillus subtili
s)からのバクテリアル プロテアーゼ、枯草菌(Bacil
lus subtilis)からのアミラーゼ、アスペルギウス=ニ
ゲル(Aspergillus niger)からのリパーゼ、アスペル
ギウス=ニゲル(Aspergillus niger)からのセルラー
ゼ、アスペルギウス=ニゲル(Aspergillus niger)か
らのペクチナーゼとその混合物から成るグループから選
択されることである。そしてさらに望ましいのは、本発
明が使用している方法で、枯草菌からのプロテアーゼ、
枯草菌からのアミラーゼ、アスペルギウス=ニゲルから
のリパーゼ、アスペルギウス=ニゲルからのセルラー
ゼ、アスペルギウス=ニゲルからのペクチナーゼの酵素
混合物を使うことである。最も望ましくは、この酵素の
混合物を、適用されたウイスコンシン州、ミルウォーキ
ーのバイオケミスト社による商標「AMERZYME−A−10
0」から入手される。洗浄水と酵素の混合物は、そこに
分散された親油性疎水性物質の層化のために静置され
る。
酵素の両方が洗浄水と混合される。界面活性剤と酵素
は、上述のように洗浄水と混合される。洗浄水、酵素、
および界面活性剤の混合物はそこに分散された親油性疎
水性物質の層化に必要な時間静置される。
たものではなく、さまざまな実施例を説明するためのも
のである。
び酵素の、単独での場合と組み合わせた場合の洗浄水か
ら親油性疎水性物質の分離を促す能力を表している。こ
の例における界面活性剤としては、イリノイ州シカゴの
ステファンケミカル社による商標、「AMMONYX−LO」
(ラウリルジメチルアミンオキシド)、「AMMONYX−S
O」(ステアリルジメチルアミンオキシド)、「AMMONYX
−MCO」(ミリスチルジメチルアミンオキシド)を使用
した。酵素は、前述したバイオケミスト社の商標「AMER
ZYME−A−100」を使用した。ポンプオイルは、ペンシ
ルバニア州フィラデルフィアのボーケル社製のハイバッ
クポンプオイルを使用した。鉄粉は、イリノイ州スコー
キーのサージェント−ヴェルヒサイエンティフィック社
の製品を使用した。水はイリノイ州セントチャールズの
水道水を使用した。
するポンプオイル層 CLDY YEL(濁った黄色) 若干の水が中に分散してい
るポンプオイル層 GREY/WHITE 若干の水と少量の鉄が中に分散しているポ
ンプオイル層 GREY 若干の水と少量の鉄が中に分散しているポンプオ
イル層 CLDY GREY(濁った灰色) 若干のポンプオイルと鉄が
中に分散している水層 GREY/YELLOW 少量の鉄が中に分散しているポンプオイ
ル層 BL/YEL(黒色/黄色) 多量の鉄が中に分散しているポ
ンプオイル層 BLACK 鉄粉層 対照サンプル(1)では、100cc容量のメスシリンダ
ーにポンプオイル10cc、鉄粉小さじ1/4杯を加えて水で1
00ccに定量した。酵素と界面活性剤は添加しなかった。
これらの混合物を30回反転させてその後5分間静置し
た。上部の層は鉄粉が全体に分散している油の存在を表
す黒色/黄色層であった。中間の層は油と鉄粉が全体に
分散している水の存在を表す濁った白色層であった。下
部の層は鉄粉の存在を表す黒色層であった。使用後のメ
スシリンダーは、側面内部に油と鉄粉が執拗に粘着して
いて、洗浄が困難であった。
は、希釈する前に界面活性剤と酵素を加えた他はサンプ
ル(1)と同様に処理された。5分間静置後、(2)−
(6)と(10)−(16)のすべてのサンプルは層を形成
した。サンプル(2)−(5)には、比較的大きな透明
黄色の上部の層が示すように、すぐれた油の層化が現わ
れた。サンプル(14)と(15)にも明瞭に層が現われ
た。試験に使用したサンプル(2)−(6)、(10)−
(15)を含むメスシリンダーは洗浄が容易であった。
pmの界面活性剤を含有しており、若干の層化が観察され
た。サンプル(8)も、25ppmの酵素を含有し、界面活
性剤を含有していないが、若干の層に分かれた。これに
反してサンプル(9)は、サンプル(1)と同様に界面
活性剤も酵素も含有しておらず、鉄が全体に分散してい
る油を表わす黒色/黄色の上部の層を呈した。
140cc、鉄粉小さじ1/2杯を加えて親油性疎水性物質の水
系分散を生成し、この混合物を低速で30秒間振動させ
た。次に100cc容量のメスシリンダーに水を15cc加え、
上記分散液を加えて100ccに定量した。このメスシリン
ダーを5回反転し、5分間静置後観察したが、分離は観
察されなかった。その上、サンプル(16)を含有してい
たメスシリンダーは、側面内部に油と鉄粉が執拗に粘着
していて洗浄が大変困難であった。サンプル(17)−
(25)も同様の方法で用意された。これらのサンプルか
ら、様々な濃度の界面活性剤および酵素の組み合わせが
油と鉄粉の様々な程度の層化を促すことが観察された。
40ccに水300cc、鉄粉小さじ1杯を加えて親油性疎水性
物質の水性分散系を生成した。この混合物は低速で30秒
間振動された。100cc容量のメスシリンダーに界面活性
剤、酵素、いくらかの水が加えられた。このメスシリン
ダーに上記分散系を加えて100ccに定量した。このメス
シリンダーを5回反転し、5分間静置後観察した。これ
らのサンプルにから、様々な濃度の界面活性剤および酵
素の組み合わせが油と鉄粉の様々な程度の層化を促すこ
とが観察された。
であるサンプル(サンプル(2)−(5))、上部の層
が濁った黄色であるサンプル(サンプル(11)−(12)
と(14)−(15))が望ましい。これに反して上部の層
が黒色/黄色であるサンプル(サンプル(30)−(3
3))はより望ましくない。
チルアミンオキシドと「AMERZYME−A−100」を7.5:1の
割合で含有する水性洗浄組成物が使用できる。これらの
例では、本発明における方法で有益な界面活性剤と酵素
の組み合わせが、分散系メカニズムに従ってある装置よ
りまず油を取り除くために利用されている。次に、界面
活性剤と酵素の濃度を調整するだけで、界面活性剤と酵
素の組み合わせが層化組成に変換される。その後、洗浄
水からの油層の分離が可能となる。
溶液(すなわち水20部に洗浄組成物1部)が加えられ
る。航海中に溜まるビルジ水100ガロンごとに1ガロン
の洗浄水溶液が加えられる。洗浄組成物水溶液は、船の
動きによりビルジ水と混ぜ合わされる。ビルジは清浄に
保たれ、ビルジ水中の油は分散されたままになる。
分は保持タンクに吸い込まれる。
「AMERZYME−A−100」の濃度は次の式によって計算さ
れる。
体体積に約30−200ppmの量で存在するべきであり、最も
理想的には約100−300ppmの間で存在すべである。酵素
は、ブルジ水の固体体積の約1−200ppmで、最も理想的
には約10−30ppmの間で存在するべきである。もし、こ
のような濃度でなければ、ラウリルジメチルアミンオキ
シドと「AMERZYME−A−100」の濃度は、当然これらの
成分を加えることによって上げることができるし、水を
加えることによって下げることができる。ラウリルジメ
チルアミンオキシドと「AMERZYME−A−100」の要求さ
れた濃度が得られたならば、油の層が水面に形成される
までビルジ分は静置される。さらに、スラッジの下部の
層が形成されるであろう。
の方法によって取り除かれる。例えば、柔軟取込ホース
が備えられた遠心ポンプによって、油が表面から吸い込
まれる。取込口は油の層に手で置かれており、油は保持
タンクに吸い込まれる。油はその後、処理のため油再利
用施設が送られる。保持タンクの壁の下方にあるコック
を通して、スラッジが廃棄される。スラッジは地域の規
則に従って廃棄されるべきである。残りのビルジ水は、
融合媒体を害することなく、油状水分離器に通される。
残りの水は地域下水道システムに廃棄されうる程度にな
っていることもある。しかし、水をこの方法で廃棄する
前に、地域の規則について、地域排水処理プラントの産
業前処理コーディネーターと相談するべきである。
場での洗浄 上述の洗浄組成物は、水で0.017%の活性溶液(水600
0部に洗浄組成物1部)に薄められる。熱交換器を満た
せる量の、0.017%の活性洗浄組成物が加えられる。生
蒸気あるいは熱湯が循環され、循環ポンプは2時間作動
される。乳化はせずに洗浄するために十分な洗浄組成物
があることを確かめるため、反応器からサンプルが取ら
れる。均一な薄黄色あるいはこはく色は、洗浄溶液が多
すぎることを示す。理想的には、サンプルは、透明な水
に油粒子と炭素粒子があるものがよい。もし、サンプル
が均一な薄黄色あるいはこはく色であれば、乳化が起こ
ったことになり、これを解乳化するため、システムに熱
湯が加えられる。サンプルを視覚的に観察すれば、「堆
積した」物質が洗浄溶液とともに循環されることが明ら
かになる。この洗浄の手順は、少なくとも4つの追加的
サンプルチェックで、24時間の洗浄期間の間続けられ
る。
発明における方法に基づいて処理される。
好ましい実施例に対し、大掛かりな変更および修正が行
なわれてもよい。本発明における方法は、ここで述べら
れた洗浄プロセスによって形成された生成物による洗浄
水中の親油性疎水性物質の分離に限られない。それより
も、本発明は、より広い視野においては、そのような物
質がそこにどのように分散されるかに関わらず、水中の
親油性疎水性物質の分離に関するものである。よって、
本発明における方法は、あらゆる水系システム中の親油
性疎水性物質の分離に対応可能であると考えられる。よ
って、前述の詳細な説明は、限定的であるとしてでなく
説明的であるとして解釈されるよう意図されており、均
等物を含むクレームの全てが本発明の範囲を定義すると
理解されるよう意図されている。
Claims (6)
- 【請求項1】以下の化学式をもった、約30〜2100ppmの
界面活性剤(nが6〜20)を洗浄水と混合することと、 親油性疎水性物質が水相から明瞭な層として分離するた
めに必要な時間、洗浄水と界面活性剤の混合液を静置
し、その後該親油性疎水性物質を水相から除去すること
から成る、 洗浄水中の親油性疎水性物質の分離方法。 - 【請求項2】上記界面活性剤が、ラウリルジメチルアミ
ンオキシド、ステアリルジメチルアミンオキシド、ミリ
スチルジメチルアミンオキシドとその混合物から成るグ
ループより選択される、クレーム1記載の方法。 - 【請求項3】プロテアーゼ、アミラーゼ、リパーゼ、セ
ルラーゼ、ペクチナーゼとその混合物から成るグループ
から選択される、約1〜200ppmの酵素を洗浄水と混合さ
せることからなる、クレーム1記載の方法。 - 【請求項4】酵素が、枯草菌(Bacillus subtilis)か
らのプロテアーゼ、枯草菌(Bacillus subtilis)から
のアミラーゼ、アスペルギウス=ニゲル(Aspergillus
niger)からのリパーゼ、アスペルギウス=ニゲル(Asp
ergillus niger)からのセルラーゼ、アスペルギウス=
ニゲル(Aspergillus niger)からのペクチナーゼの混
合物から成るグループより選択される、クレーム3記載
の方法。 - 【請求項5】約100〜300ppmの界面活性剤と約5〜30ppm
の酵素が洗浄水と混合される、クレーム4記載の方法。 - 【請求項6】前記親油性疎水性物質は油である、クレー
ム1記載の方法。
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