JP3474670B2 - 水溶性切削排水の処理方法 - Google Patents
水溶性切削排水の処理方法Info
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- cutting wastewater
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、鉄鋼、金属、機械、自
動車等の分野における水溶性切削排水の処理方法に関
し、特に水溶性切削排水中に含まれるｎ−ヘキサン抽出
物質を高度に効率よく除去することができる水溶性切削
排水の処理方法に関するものである。
動車等の分野における水溶性切削排水の処理方法に関
し、特に水溶性切削排水中に含まれるｎ−ヘキサン抽出
物質を高度に効率よく除去することができる水溶性切削
排水の処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、鉄鋼、金属、機械、自動車等
の分野において、切削加工に使用した後の水溶性切削排
水中には、ｎ−ヘキサン抽出物質が、主として油エマル
ジョンおよび水溶性油の形態で例えば１００００ｍｇ／
ｌの割合で含まれている。そのため、水溶性切削排水を
そのまま廃棄することはできず、水溶性切削排水中から
ｎ−ヘキサン抽出物質をある程度除去する必要があっ
た。
の分野において、切削加工に使用した後の水溶性切削排
水中には、ｎ−ヘキサン抽出物質が、主として油エマル
ジョンおよび水溶性油の形態で例えば１００００ｍｇ／
ｌの割合で含まれている。そのため、水溶性切削排水を
そのまま廃棄することはできず、水溶性切削排水中から
ｎ−ヘキサン抽出物質をある程度除去する必要があっ
た。
【０００３】従来、水溶性切削排水中からｎ−ヘキサン
抽出物質を除去する方法として、加圧浮上分離法、凝集
沈澱法、有機膜分離法（クロスフロー濾過法）が実施さ
れてきた。加圧浮上分離法は、高圧爆気して主として数
μｍ以上の油エマルジョンおよび浮上油を除去する方法
である。凝集沈澱法は、凝集剤や高分子凝集剤を用いて
油エマルジョンをフロック化させ、凝集沈澱分離する方
法である。有機膜分離法は、有機膜を利用してクロスフ
ロー濾過する方法である。
抽出物質を除去する方法として、加圧浮上分離法、凝集
沈澱法、有機膜分離法（クロスフロー濾過法）が実施さ
れてきた。加圧浮上分離法は、高圧爆気して主として数
μｍ以上の油エマルジョンおよび浮上油を除去する方法
である。凝集沈澱法は、凝集剤や高分子凝集剤を用いて
油エマルジョンをフロック化させ、凝集沈澱分離する方
法である。有機膜分離法は、有機膜を利用してクロスフ
ロー濾過する方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このうち、加圧浮上分
離法では、サブミクロン以下の油エマルジョンおよび水
溶性油などは除去不可能で、ｎ−ヘキサン抽出物質の除
去率が２０〜５０％と低い問題があった。凝集沈澱分離
法では、設置面積が大きく、かつ凝集薬剤を投入するた
めスラッジが発生し、その処理が必要になる問題があっ
た。また、ｎ−ヘキサン抽出物質の除去率も５０〜７０
％とさほど良くなかった。有機膜分離法では、有機膜は
油と親和性があり、透過流速が小さく実用的でない問題
があった。
離法では、サブミクロン以下の油エマルジョンおよび水
溶性油などは除去不可能で、ｎ−ヘキサン抽出物質の除
去率が２０〜５０％と低い問題があった。凝集沈澱分離
法では、設置面積が大きく、かつ凝集薬剤を投入するた
めスラッジが発生し、その処理が必要になる問題があっ
た。また、ｎ−ヘキサン抽出物質の除去率も５０〜７０
％とさほど良くなかった。有機膜分離法では、有機膜は
油と親和性があり、透過流速が小さく実用的でない問題
があった。
【０００５】本発明の目的は上述した課題を解消して、
ｎ−ヘキサン抽出物質の除去率が例えば９８％以上と高
く、透過流速を高くでき、さらに設置面積が小さい水溶
性切削排水の処理方法を提供しようとするものである。
ｎ−ヘキサン抽出物質の除去率が例えば９８％以上と高
く、透過流速を高くでき、さらに設置面積が小さい水溶
性切削排水の処理方法を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の水溶性切削排水
の処理方法は、ｎ−ヘキサン抽出物質を含有する水溶性
切削排水の処理方法において、分画分子量３×１０4 か
ら１０×１０4 の範囲のセラミックス膜を用いて、循環
液流速３ｍ／ｓ以上、濾過圧力１〜５ｋｇ／ｃｍ2 の操
作条件でクロスフロー濾過を行ない、水溶性切削排水か
らｎ−ヘキサン抽出物質を除去することを特徴とするも
のである。
の処理方法は、ｎ−ヘキサン抽出物質を含有する水溶性
切削排水の処理方法において、分画分子量３×１０4 か
ら１０×１０4 の範囲のセラミックス膜を用いて、循環
液流速３ｍ／ｓ以上、濾過圧力１〜５ｋｇ／ｃｍ2 の操
作条件でクロスフロー濾過を行ない、水溶性切削排水か
らｎ−ヘキサン抽出物質を除去することを特徴とするも
のである。
【０００７】
【作用】上述した構成において、所定の分画分子数を有
するセラミックス膜を使用することで、循環液流速およ
び濾過圧力を所定の範囲にした状態で、ｎ−ヘキサン抽
出物質を含む水溶性切削排水をクロスフロー濾過するこ
とができ、その結果処理の対象である原液中に１０００
０ｍｇ／ｌ含まれている場合に目標とする２００ｍｇ／
ｌ以下、すなわち除去率９８％以上を達成することがで
きる。
するセラミックス膜を使用することで、循環液流速およ
び濾過圧力を所定の範囲にした状態で、ｎ−ヘキサン抽
出物質を含む水溶性切削排水をクロスフロー濾過するこ
とができ、その結果処理の対象である原液中に１０００
０ｍｇ／ｌ含まれている場合に目標とする２００ｍｇ／
ｌ以下、すなわち除去率９８％以上を達成することがで
きる。
【０００８】本発明において、セラミックス膜を用いて
いるため、クロスフロー濾過における循環流速を３ｍ／
ｓ以上としても、セラミックス膜の透過流速を高く維持
することができる。循環流速は、濾過の際のケーク層を
除去し安定した濾過を行うために必要な流速であり、あ
る値で安定したら、それ以上循環流速をあげても濾過流
速は変化しない。
いるため、クロスフロー濾過における循環流速を３ｍ／
ｓ以上としても、セラミックス膜の透過流速を高く維持
することができる。循環流速は、濾過の際のケーク層を
除去し安定した濾過を行うために必要な流速であり、あ
る値で安定したら、それ以上循環流速をあげても濾過流
速は変化しない。
【０００９】濾過圧力は、濾過対象物（ｎ−ヘキサン抽
出物質）により、所定の圧力になると安定する。これ
は、濾過膜の孔径と濾過対象物の大きさとの関係によ
り、膜の目詰まり状態などの条件で決定される。ただ
し、圧力が高すぎると、逆に膜にできた濾過対象物のケ
ーク層が圧密化して透過流速が低下してしまう。以上の
点を考慮して、本発明のセラミックス膜によるｎ−ヘキ
サン抽出物質の除去では、濾過圧力を１〜５ｋｇ／ｃｍ
2 としている。
出物質）により、所定の圧力になると安定する。これ
は、濾過膜の孔径と濾過対象物の大きさとの関係によ
り、膜の目詰まり状態などの条件で決定される。ただ
し、圧力が高すぎると、逆に膜にできた濾過対象物のケ
ーク層が圧密化して透過流速が低下してしまう。以上の
点を考慮して、本発明のセラミックス膜によるｎ−ヘキ
サン抽出物質の除去では、濾過圧力を１〜５ｋｇ／ｃｍ
2 としている。
【００１０】膜の孔径に対応する分画分子量は、分画分
子量すなわち孔径が小さすぎると、ｎ−ヘキサン抽出物
質の除去に優れるが、孔径が小さいため、ｎ−ヘキサン
抽出物質の粒子が孔を塞ぐ等の原因で透過流速が低下す
る。一方、分画分子量すなわち孔径が大きすぎると、ｎ
−ヘキサン抽出物質の粒子が孔内に入り込んで閉塞し、
やはり透過流速が低下する。以上のことから、本願発明
では、セラミックス膜の分画分子量を３万〜１０万の範
囲とした。
子量すなわち孔径が小さすぎると、ｎ−ヘキサン抽出物
質の除去に優れるが、孔径が小さいため、ｎ−ヘキサン
抽出物質の粒子が孔を塞ぐ等の原因で透過流速が低下す
る。一方、分画分子量すなわち孔径が大きすぎると、ｎ
−ヘキサン抽出物質の粒子が孔内に入り込んで閉塞し、
やはり透過流速が低下する。以上のことから、本願発明
では、セラミックス膜の分画分子量を３万〜１０万の範
囲とした。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の水溶性切削排水の処理方法を
実施する装置の一例の構成を示す図である。図１におい
て、１は原水タンク、２はセラミックス膜フィルタ、３
は処理水タンクである。原水タンク１内の処理すべきｎ
−ヘキサン抽出物質を含む水溶性切削排水からなる原水
４は、管路５を介してポンプ６の駆動により吸引され
る。吸引された原水４は、管路７を介してセラミックス
膜フィルタ２へ供給される。管路７には、濾過すべき原
水４の入口圧力を測定するための圧力計８と、原水４の
流量を測定するための流量計９を設けている。また、管
路７には支路７−１を設け、支路７−１に濾過圧力調整
バルブ１０を設けている。そして、濾過圧力調整バルブ
１０を介して原水４の一部を原水タンク１に戻すこと
で、セラミックス膜フィルタ２に供給される濾過すべき
原水４の圧力を調整している。
実施する装置の一例の構成を示す図である。図１におい
て、１は原水タンク、２はセラミックス膜フィルタ、３
は処理水タンクである。原水タンク１内の処理すべきｎ
−ヘキサン抽出物質を含む水溶性切削排水からなる原水
４は、管路５を介してポンプ６の駆動により吸引され
る。吸引された原水４は、管路７を介してセラミックス
膜フィルタ２へ供給される。管路７には、濾過すべき原
水４の入口圧力を測定するための圧力計８と、原水４の
流量を測定するための流量計９を設けている。また、管
路７には支路７−１を設け、支路７−１に濾過圧力調整
バルブ１０を設けている。そして、濾過圧力調整バルブ
１０を介して原水４の一部を原水タンク１に戻すこと
で、セラミックス膜フィルタ２に供給される濾過すべき
原水４の圧力を調整している。
【００１２】セラミックス膜フィルタ２では、供給され
た原水４をクロスフロー濾過し、濾過後の処理水と濃縮
された原水とに分離する。濾過後の処理水は管路１１を
介して処理水タンク３に供給されるとともに、濃縮され
た原水４は管路１２を介して原水タンク１に戻される。
管路１１には、処理水の出口圧力を測定するための圧力
計１３を設けている。管路１２には、系全体の流量を調
整するための循環流速調整バルブ１４を設けている。本
例では、濾過圧力は、濾過圧力調整バルブ１０の開度を
制御することにより調整している。循環流速は、循環流
速調整バルブ１４の開度を制御することにより調整して
いる。出口側は解放であるので、圧力計１３は常時０ｋ
ｇ／ｃｍ2 であり、そのため、濾過圧力は圧力計８で示
すことができる。
た原水４をクロスフロー濾過し、濾過後の処理水と濃縮
された原水とに分離する。濾過後の処理水は管路１１を
介して処理水タンク３に供給されるとともに、濃縮され
た原水４は管路１２を介して原水タンク１に戻される。
管路１１には、処理水の出口圧力を測定するための圧力
計１３を設けている。管路１２には、系全体の流量を調
整するための循環流速調整バルブ１４を設けている。本
例では、濾過圧力は、濾過圧力調整バルブ１０の開度を
制御することにより調整している。循環流速は、循環流
速調整バルブ１４の開度を制御することにより調整して
いる。出口側は解放であるので、圧力計１３は常時０ｋ
ｇ／ｃｍ2 であり、そのため、濾過圧力は圧力計８で示
すことができる。
【００１３】以下、実際の例について説明する。実際
に、図２に示す構成の装置を使用して、セラミックス膜
フィルタ２の分画分子量、循環流速、濾過圧力を種々に
変化させて、ｎ−ヘキサン抽出物質を１００００ｍｇ／
ｌ含む水溶性切削排水を処理し、透過流速および処理水
中のｎ−ヘキサン抽出物質の濃度を測定した。セラミッ
クス膜フィルタ２としては、外径３０ｍｍ、長さ１００
０ｍｍの寸法で、穴径４ｍｍの穴を１９個有するモノリ
スフィルタを使用した。このセラミックス膜フィルタ２
の膜表面積は０．２４ｍ2 であり、分画分子量は以下の
表１に従って変化させた。また、液温度は３０℃であっ
た。結果を表１に示す。なお、試験 No.５３，５４は、
従来例として有機膜フィルタを使用した例を示す。
に、図２に示す構成の装置を使用して、セラミックス膜
フィルタ２の分画分子量、循環流速、濾過圧力を種々に
変化させて、ｎ−ヘキサン抽出物質を１００００ｍｇ／
ｌ含む水溶性切削排水を処理し、透過流速および処理水
中のｎ−ヘキサン抽出物質の濃度を測定した。セラミッ
クス膜フィルタ２としては、外径３０ｍｍ、長さ１００
０ｍｍの寸法で、穴径４ｍｍの穴を１９個有するモノリ
スフィルタを使用した。このセラミックス膜フィルタ２
の膜表面積は０．２４ｍ2 であり、分画分子量は以下の
表１に従って変化させた。また、液温度は３０℃であっ
た。結果を表１に示す。なお、試験 No.５３，５４は、
従来例として有機膜フィルタを使用した例を示す。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１の結果から、本発明の範囲内の実施例
は、本発明の範囲をセラミックス膜フィルタの分画分子
量、循環流速または濾過圧力の点で満たしていない比較
例と比較して、ｎ−ヘキサン抽出物質の濃度が２００ｍ
ｇ／ｌ以下であり除去率が９８％以上と高く、また濾過
流速も１００ｌ／ｍ2 ・ＨＲ以上と高く十分に実用レベ
ルにあるとともに小型化が可能であることがわかった。
は、本発明の範囲をセラミックス膜フィルタの分画分子
量、循環流速または濾過圧力の点で満たしていない比較
例と比較して、ｎ−ヘキサン抽出物質の濃度が２００ｍ
ｇ／ｌ以下であり除去率が９８％以上と高く、また濾過
流速も１００ｌ／ｍ2 ・ＨＲ以上と高く十分に実用レベ
ルにあるとともに小型化が可能であることがわかった。
【００１６】すなわち、セラミックス膜フィルタの分画
分子数については、循環流速および濾過圧力とも本発明
の範囲を満たす試験No.1〜18のうち、分画分子量が１０
万を越える試験No.7〜9 および16〜18は、ｎ−ヘキサン
抽出物質の濃度が２００ｍｇ／ｌを越えるとともに、分
画分子量が３万未満の試験No.1〜2 および10〜11は、透
過流速が１００ｌ／ｍ2 ・ＨＲ以下であった。表１のデ
ータから、図２に循環流速４ｍ／ｓで濾過圧力２ｋｇ／
ｃｍ2 のときの、また図３に循環流速４ｍ／ｓで濾過圧
力１ｋｇ／ｃｍ2 のときの、セラミックス膜フィルタの
分画分子量と濾過流速およびｎ−ヘキサン抽出物質濃度
との関係を示す。以上のことから、セラミックス膜フィ
ルタの分画分子量は３万〜１０万の範囲にする必要があ
ることがわかった。
分子数については、循環流速および濾過圧力とも本発明
の範囲を満たす試験No.1〜18のうち、分画分子量が１０
万を越える試験No.7〜9 および16〜18は、ｎ−ヘキサン
抽出物質の濃度が２００ｍｇ／ｌを越えるとともに、分
画分子量が３万未満の試験No.1〜2 および10〜11は、透
過流速が１００ｌ／ｍ2 ・ＨＲ以下であった。表１のデ
ータから、図２に循環流速４ｍ／ｓで濾過圧力２ｋｇ／
ｃｍ2 のときの、また図３に循環流速４ｍ／ｓで濾過圧
力１ｋｇ／ｃｍ2 のときの、セラミックス膜フィルタの
分画分子量と濾過流速およびｎ−ヘキサン抽出物質濃度
との関係を示す。以上のことから、セラミックス膜フィ
ルタの分画分子量は３万〜１０万の範囲にする必要があ
ることがわかった。
【００１７】また、循環流速については、分画分子量が
本発明の範囲を満たす試験No.19 〜52のうち、循環流速
が３ｍ／ｓ未満の試験No.19 〜30は透過流速が１００ｌ
／ｍ2 ・ＨＲ以下であり、３ｍ／ｓ以上にする必要があ
ることがわかった。さらに、濾過圧力については、分画
分子量および循環流速ともに本発明の範囲を満たす試験
No.31 〜52のうち、濾過圧力が５ｋｇ／ｃｍ2 を越える
試験No.36、40、46、52および濾過圧力が１ｋｇ／ｃｍ2
未満の試験No.31 、37、41、47とも、透過流速が１０
０ｌ／ｍ2 ・ＨＲ以下であり、１〜５ｋｇ／ｃｍ2 にす
る必要があることがわかった。さらに、従来例として有
機膜を使用した試験 No.５３，５４では、十分な透過流
速を得られないことがわかった。参考のため、表１のデ
ータから、図４にセラミックス膜フィルタの分画分子量
が５×１０4 のときの循環液流速と濾過流速との関係を
濾過圧力をパラメータにとり示す。
本発明の範囲を満たす試験No.19 〜52のうち、循環流速
が３ｍ／ｓ未満の試験No.19 〜30は透過流速が１００ｌ
／ｍ2 ・ＨＲ以下であり、３ｍ／ｓ以上にする必要があ
ることがわかった。さらに、濾過圧力については、分画
分子量および循環流速ともに本発明の範囲を満たす試験
No.31 〜52のうち、濾過圧力が５ｋｇ／ｃｍ2 を越える
試験No.36、40、46、52および濾過圧力が１ｋｇ／ｃｍ2
未満の試験No.31 、37、41、47とも、透過流速が１０
０ｌ／ｍ2 ・ＨＲ以下であり、１〜５ｋｇ／ｃｍ2 にす
る必要があることがわかった。さらに、従来例として有
機膜を使用した試験 No.５３，５４では、十分な透過流
速を得られないことがわかった。参考のため、表１のデ
ータから、図４にセラミックス膜フィルタの分画分子量
が５×１０4 のときの循環液流速と濾過流速との関係を
濾過圧力をパラメータにとり示す。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、所定の分画分子数を有するセラミックス膜を
使用しているため、循環液流速および濾過圧力を所定の
範囲にした状態で、ｎ−ヘキサン抽出物質を含む水溶性
切削排水をクロスフロー濾過することができ、その結果
処理の対象である原液中に１００００ｍｇ／ｌ含まれて
いる場合に目標とする２００ｍｇ／ｌ以下、すなわち除
去率９８％以上を達成することができる。このとき、同
じ大きさの従来のフィルタと比べて高い濾過流速でクロ
スフロー濾過できるため、装置全体を小型化することも
できる。
によれば、所定の分画分子数を有するセラミックス膜を
使用しているため、循環液流速および濾過圧力を所定の
範囲にした状態で、ｎ−ヘキサン抽出物質を含む水溶性
切削排水をクロスフロー濾過することができ、その結果
処理の対象である原液中に１００００ｍｇ／ｌ含まれて
いる場合に目標とする２００ｍｇ／ｌ以下、すなわち除
去率９８％以上を達成することができる。このとき、同
じ大きさの従来のフィルタと比べて高い濾過流速でクロ
スフロー濾過できるため、装置全体を小型化することも
できる。
【図１】本発明の水溶性切削排水の処理方法を実施する
装置の一例の構成を示す図である。
装置の一例の構成を示す図である。
【図２】一実施例におけるセラミックス膜フィルタの分
画分子量と濾過流速およびｎ−ヘキサン抽出物質濃度と
の関係を示すグラフである。
画分子量と濾過流速およびｎ−ヘキサン抽出物質濃度と
の関係を示すグラフである。
【図３】他の実施例におけるセラミックス膜フィルタの
分画分子量と濾過流速およびｎ−ヘキサン抽出物質濃度
との関係を示すグラフである。
分画分子量と濾過流速およびｎ−ヘキサン抽出物質濃度
との関係を示すグラフである。
【図４】一実施例における循環液流速と濾過流速との関
係を濾過圧力をパラメータにとり示すグラフである。
係を濾過圧力をパラメータにとり示すグラフである。
１ 原水タンク、２ セラミックス膜フィルタ、３ 処
理水タンク、４ 原水、５、７、７−１、１１、１２
管路、６ ポンプ、８、１３ 圧力計、９ 流量計、１
０ 濾過圧力調整バルブ、１４ 循環流速調整バルブ
理水タンク、４ 原水、５、７、７−１、１１、１２
管路、６ ポンプ、８、１３ 圧力計、９ 流量計、１
０ 濾過圧力調整バルブ、１４ 循環流速調整バルブ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 岩渕 宗之
愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号
日本碍子株式会社内
(72)発明者 窪田 勝文
神奈川県藤沢市鵠沼神明４丁目４番６号
(56)参考文献 特開 平５−245472（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−245489（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C02F 1/44
B01D 61/00 - 71/82 510
Claims (2)
- 【請求項１】ｎ−ヘキサン抽出物質を含有する水溶性切
削排水の処理方法において、分画分子量３×１０4 から
１０×１０4 の範囲のセラミックス膜を用いて、循環液
流速３ｍ／ｓ以上、濾過圧力１〜５ｋｇ／ｃｍ2 の操作
条件でクロスフロー濾過を行ない、水溶性切削排水から
ｎ−ヘキサン抽出物質を除去することを特徴とする水溶
性切削排水の処理方法。 - 【請求項２】前記クロスフロー濾過後のｎ−ヘキサン抽
出物質の量が２００ｍｇ／ｌ以下である請求項１記載の
水溶性切削排水の処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08118995A JP3474670B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 水溶性切削排水の処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08118995A JP3474670B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 水溶性切削排水の処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08276181A JPH08276181A (ja) | 1996-10-22 |
| JP3474670B2 true JP3474670B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=13739529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08118995A Expired - Lifetime JP3474670B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-04-06 | 水溶性切削排水の処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3474670B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102887598A (zh) * | 2012-09-13 | 2013-01-23 | 尚永礼 | 一种井下矿井水一体化处理设备及处理工艺 |
| CN109370902A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-02-22 | 张家口康生物科技有限公司 | 一种燕麦多肽连续提取工艺 |
| CN114432891A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-06 | 广西大学 | 一种陶瓷膜过滤山茶油加工方法 |
-
1995
- 1995-04-06 JP JP08118995A patent/JP3474670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08276181A (ja) | 1996-10-22 |
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