JP4012979B2 - 圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置 - Google Patents

圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置に関する技術であって、更に詳細に述べると、エマルジョン化したドレン水の水と油の結合を離脱させることでエマルジョン破壊を行い離脱した油を吸着するエマルジョン破壊油吸着槽の機能が低下したことに対応する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置に関する技術としては、汚れたドレン水から水より軽い油や水より重い異物を分離するという技術は数多く有った。
【0003】
その他にも、フィルターによるものや、油吸着材によるものや、電気分解によるものや、化学薬品によるもの等があった。
【0004】
また、エマルジョン破壊粒子付吸着材を使用した技術としては、特開昭54−6352の公開特許公報に見られるように、アミン等を支持体に付着させた処理材で処理して廃水中のエマルジョン粒子の粗粒化または破壊を行わせた後、ポリプロピレン等の油吸着材で処理するような2段階の処理を行うことによって油水分離する方法が示されていた。
【0005】
更に、エマルジョン破壊粒子付吸着材を使用した別の技術としては、特開2001−113269の公開特許公報に見られるように、比較的親水性の小さい油吸着材からなる油吸着層とエマルジョン処理材もしくは比較的親水性の大きい油吸着材からなるエマルジョン分解層とを複数組交互に積層させた油水分離装置が示されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の、圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置に関しては、以下に示すような課題があった。
【0007】
第一に、微小の油が水と結合してエマルジョン化したドレン水から油を分離することは、水と油や異物の密度差を利用したものや、フィルターによるものや、油吸着材によるもの等の単純な装置では、殆ど不可能に近かった。 また、異物による目詰まりが早く、その際のメンテナンスが煩雑であった。
【0008】
第二に、電気分解によるものや、化学薬品によるものは、完全さを追求すればするほど装置が大型化し高額の費用を必要とした。
【0009】
第三に、これらの方法を複合して油水分離装置を構成するとエマルジョン破壊を含めて処理能力は向上するが、装置が大型になって費用も高額になる傾向にあり、効率的な装置を作り出すのに苦労していた。
【0010】
第四に、特開昭54−6352の公開特許公報に見られる、エマルジョン破壊と油吸着の2段階の処理では、油吸着の処理に際して、ドレン水が流れ易い流路を選択することで、特定の部分の吸着材だけを経由し、その結果、早期に吸着材交換の必要性に直面することが多かった。 また、エマルジョン破壊の処理材が油吸着材よりも抵抗が多いため、両者のバランスを取るためにエマルジョン破壊の処理材の容量を小さくしていたが、一方、汚れのひどいドレン水に対しては、エマルジョン破壊の処理材の容量を大きくする必要があり、極端に大きくしようとする場合には、ドレン水が流れる際に、抵抗の面でバランスの取れていないという問題があった。
【0011】
第五に、特開2001−113269の公開特許公報に見られる、油吸着層とエマルジョン分解層とを複数組交互に積層させた油水分離装置では、エマルジョン破壊の処理材が油吸着材よりも抵抗が多いため、流れる際の抵抗に合わせて両者のバランスを取るためにエマルジョン分解層の厚さを薄くしていたが、一方、汚れのひどいドレン水に対しては、エマルジョン分解層の厚さを厚くする必要があり、極端に厚くしようとする場合には、ドレン水が流れる際に、抵抗の面でバランスの取れていないという問題があった。
【0012】
第六に、エマルジョン破壊と油吸着の処理が最善の状態に構成された場合でも、エマルジョン破壊の処理材と油吸着材の寿命を考慮して限度ぎりぎりの交換時期迄使用することに対しては人の感に頼っているだけで、そのような意味での装置としてはあまり配慮された構成や構造となっていなかった。
本発明はこのような課題を解決することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水より軽い油や水より重い異物を分離可能なように、油分離槽本体11が隔壁11dによって仕切られることで油浮上分離室11xと水貯槽室11yの二つの室を形成し、密閉した前記油分離槽本体11の内部を、上部では液面より更に上の部分で前記油浮上分離室11xと前記水貯槽室11yの間を気体である圧縮空気だけが自由に出入り可能な状態に、下部では液体であるドレン水が前記隔壁11dの先端と前記油分離槽本体11の底部との間で前記油浮上分離室11xと前記水貯槽室11yの間を自由に出入り可能とする油分離槽10とエマルジョン化したドレン水の水と油の結合を離脱させることでエマルジョン破壊を行い離脱した油を吸着するエマルジョン破壊油吸着槽30によって、前記水貯槽室11yでは液面に吐出管11cの一方の管端を位置させ、前記吐出管11cの液面に集まった比較的清浄なドレン水は、密閉されている圧縮空気の圧力によって前記吐出管11cの他方の管端より前記エマルジョン破壊油吸着槽30に送り込まれるようにして清水にする圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法において、前記エマルジョン破壊油吸着槽30の機能が低下した場合には、前記油分離槽10と前記エマルジョン破壊油吸着槽30の間を流れる流体の圧力を更に高い圧力に一定の範囲で調整出来るようにしたことを特徴とし、更には、前記エマルジョン破壊油吸着槽30の機能が低下したということは、前記油分離槽10における液面の高さが通常の状態で保持している液面の高さより高いかどうかによって判断するようにしたことを特徴とし、更には、前記エマルジョン破壊油吸着槽30の機能が低下したということは、前記エマルジョン破壊油吸着槽30またはその下流の汚染の状況によって判断するようにしたことを特徴とすることを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【0014】
また本発明は、水より軽い油や水より重い異物を分離可能なように、油分離槽本体11が隔壁11dによって仕切られることで油浮上分離室11xと水貯槽室11yの二つの室を形成し、密閉した前記油分離槽本体11の内部を、上部では液面より更に上の部分で前記油浮上分離室11xと前記水貯槽室11yの間を気体である圧縮空気だけが自由に出入り可能な状態に、下部では液体であるドレン水が前記隔壁11dの先端と前記油分離槽本体11の底部との間で前記油浮上分離室11xと前記水貯槽室11yの間を自由に出入り可能とする油分離槽10とエマルジョン化したドレン水の水と油の結合を離脱させることでエマルジョン破壊を行い離脱した油を吸着するエマルジョン破壊油吸着槽30を配設し、前記水貯槽室11yでは液面に吐出管11cの一方の管端を位置させ、前記吐出管11cの液面に集まった比較的清浄なドレン水は、密閉されている圧縮空気の圧力によって前記吐出管11cの他方の管端より前記エマルジョン破壊油吸着槽30に送り込まれるようにした圧縮空気より発生したドレン水の油水分離装置において、前記エマルジョン破壊油吸着槽30の機能が低下した場合には、前記油分離槽10と前記エマルジョン破壊油吸着槽30の間を流れる流体の圧力を更に高い圧力に一定の範囲で調整出来る圧力調整手段277を配設したことを特徴とし、更には、前記圧力調整手段277は、減圧弁277であり、前記エマルジョン破壊油吸着槽30の機能が低下するのを確認する為、前記油分離槽10に外部から目視で液面の位置が確認可能な液面確認手段11aを形成したことを特徴とし、更には、前記エマルジョン破壊油吸着槽30の機能が低下するのを確認する為、前記エマルジョン破壊油吸着槽30の下流に外部から目視で汚染の状況が確認可能な清水確認槽40を配設したことを特徴とすることによって、上記課題を解決した。
【0015】
【発明の実施の形態】
本願発明による、圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置を図面と共に詳細に説明する。
ここで、図1は、本願発明を示した実施例の全体図であり、図2は、本願発明の油水分離装置を構成しているエマルジョン破壊油吸着槽の詳細図である。
【0016】
図1に見られるように、110はエアーコンプレッサであり、具体的に図示していないが、モータとコンプレッサから構成され、モータの回転をベルトを介してコンプレッサに伝達することで、大気を取り込みながら圧縮空気を作り出している。
【0017】
ここで、エアーコンプレッサ110によって作り出された圧縮空気は、圧縮空気配管201と、アフタークーラ120と、圧縮空気配管202と、エアータンク130と、圧縮空気配管203と、ドライヤー140と、圧縮空気配管204と、フィルター150と、圧縮空気配管205を経由して、エアーモータやエアーシリンダ等のアクチュエータを構成している各種の空圧機器に圧縮空気を供給することが出来るようになっている。
【0018】
この場合、アフタークーラ120とドライヤー140によって、圧縮空気を乾燥させ、フィルター150によって、油や固形物等の各種の異物を除去することで、乾燥した清浄な圧縮空気を各種の空圧機器に供給することが出来るようになっている。
【0019】
一方、アフタークーラ120からは、ドレン排出管211aと、開閉可能な弁221と、ドレン排出管211bと、何等かの信号によってドレン水を圧縮空気と共に排出する電動式のドレントラップ222と、ドレン排出管211cと、下流から上流に逆流するのを防止する逆止弁223と、ドレン排出管211dを経由して、集合管261に接続し、ドレン水を排出可能にしている。
【0020】
また、圧縮空気を貯蔵しているエアータンク130の下部からは、ドレン排出管212aと、開閉可能な弁231と、ドレン排出管212bと、何等かの信号によってドレン水を圧縮空気と共に排出する電動式のドレントラップ232と、ドレン配排出212cと、下流から上流に逆流するのを防止する逆止弁233と、ドレン排出管212dを経由して、最上流の位置で集合管261に接続し、ドレン水を排出可能にしている。
【0021】
更に、ドライヤー140からは、ドレン排出管213aと、開閉可能な弁241と、ドレン排出管213bと、何等かの信号によってドレン水を圧縮空気と共に排出する電動式のドレントラップ242と、ドレン排出管213cと、下流から上流に逆流するのを防止する逆止弁243と、ドレン排出管213dを経由して、集合管261に接続し、ドレン水を排出可能にしている。
【0022】
加えて、フィルター150からは、ドレン排出管214aと、開閉可能な弁251と、ドレン排出管214bと、何等かの信号によってドレン水を圧縮空気と共に排出する電動式のドレントラップ252と、ドレン排出管214cと、下流から上流に逆流するのを防止する逆止弁253と、ドレン排出管214dを経由して、集合管261に接続し、ドレン水を排出可能にしている。
【0023】
尚、フィルター150に関しては、図1では、一つだけを配設した構成となっているが、圧縮空気配管204、205に沿って、更に一つ、または、それ以上のフィルターを配設してもかまわない。 その場合には、下流に配設するフィルター程小さい異物を捕捉可能なフィルターを配設し、フィルター150と同様に各々ドレン排出管と弁とドレントラップと逆止弁を経由して集合管261に接続するのが望ましい。
【0024】
ここで、集合管261からは、逆止弁265と、集合管262と、油や各種の異物を分離する油水分離装置1を経由して清水管281と開閉可能な弁285と清水管282を経由して清水を排出するようになっている。 この場合、逆止弁265は、集合管261から集合管262にはドレン水を通すが、集合管262から集合管261にはドレン水を逆流させることはない。 但し、逆止弁265は、配設しない構成も考えられる。 また、清水管282より排出されてくる清水は、河川等に全くそのままの状態で排出することが出来る位に清浄になっている。
【0025】
この場合、油水分離装置1は、油分離槽10と異物捕捉槽20とエマルジョン破壊油吸着槽30と清水確認槽40から構成されていて、油分離槽10と異物捕捉槽20の間は接続管271と逆止弁276と接続管272と圧力調整手段277である減圧弁277と接続管273で接続し、異物捕捉槽20とエマルジョン破壊油吸着槽30の間は接続管274で接続し、エマルジョン破壊油吸着槽30と清水確認槽40の間は接続管275で接続している。
【0026】
尚、圧力調整手段277としては、減圧弁277に代えて流量調整弁を使用してもかまわないし、同じ様な働きをする機器であればその他の機器を使用してもかまわない。 また、圧力調整手段277は、異物捕捉槽20とエマルジョン破壊油吸着槽30の間でも、エマルジョン破壊油吸着槽30の下流でも、全てのドレン排出管211d、212d、213d、214dが合流した後であれば集合管261でも集合管262に配設してもかまわない。
【0027】
但し、異物捕捉槽20とエマルジョン破壊油吸着槽30に関しては、各々一つに限定される必要はなく、二つでも、三つでも、それ以上でもかまわない。 その場合、異物捕捉槽20とエマルジョン破壊油吸着槽30を一つ、または、いくつかずつ直列に並べたものを、一列で構成したり複数列を並列に構成しても良いし、異物捕捉槽20複数を並列に構成したものとエマルジョン破壊油吸着槽30複数を並列に構成したものを直列に構成することも考えられる。
【0028】
次に、油分離槽10は、油分離槽本体11が隔壁11dによって仕切られることで油浮上分離室11xと水貯槽室11yの二つの室を形成し、密閉した油分離槽本体11の内部を、上部では液面より更に上の部分で油浮上分離室11xと水貯槽室11yの間を気体である圧縮空気だけが自由に出入り可能な状態に、下部では液体であるドレン水が隔壁11dの先端と油分離槽本体11の底部との間で油浮上分離室11xと水貯槽室11yの間を自由に出入り可能な状態になっている。
【0029】
そして、油浮上分離室11xの上部には、液面より突出して一方の管端を集合管262に接続した吸入管11bの他方の管端が位置していてドレン水が油浮上分離室11xに流れ込むようになっている。 従って、油浮上分離室11xでは、液面には水より軽い油が浮上し、底部には水より重い異物が沈澱するようになっている。 この場合には、液面に浮上した油は、浮上油取出弁13を開くことで排出可能となっている。
【0030】
一方、水貯槽室11yでは、液面に吐出管11cの一方の管端が位置し、油浮上分離室11xと水貯槽室11yの間の下部の隔壁11dの先端と油分離槽本体11の底部との間の連通している部分より水より軽い油と水より重い異物が取り除かれた比較的清浄なドレン水が流入するようになっている。 但し、エマルジョン化したドレン水は水と油が結合した状態になっていて、この様な方式だけでは分離出来ずにそのまま流入していた。
【0031】
ここで、吐出管11cの他方の管端は接続管271に接続している。 従って、水貯槽室11yの液面に集まった吐出管11cの液面に位置している一方の管端より上部の比較的清浄なドレン水は、油浮上分離室11x上部と水貯槽室11y上部に連通して密閉されている圧縮空気の圧力によって、吐出管11cの液面に位置している一方の管端から入り他方の管端から接続管271に圧縮空気と共に送り込まれるようになっている。 尚、油浮上分離室11x上部と水貯槽室11y上部の圧縮空気の圧力を管理する為に、油分離槽本体11の上部に圧力計12を配設している。
【0032】
また、油分離槽本体11の外周には、図1に見られる様に、上下の方向に位置し、油分離槽本体11と上端と下端を含め4個所で連通している透明な透明管11aを形成している。 この場合、透明管11aの目的は、油浮上分離室11xに流入した直後の油浮上分離室11xのドレン水の汚染の状況や液面の位置を外部から目視や光学的手段で確認可能なように形成したものであり、液面確認手段11aの役割をはたしている。 従って、透明管11aの材料としては、ガラス製やプラスチック製等の透明のものが考えられる。
【0033】
尚、透明管11aと油分離槽本体11との連通個所は、4個所に限定される訳では無く、2個所でも3個所で5個所でもそれ以上でもかまわない。 また、汚染の状況や液面の位置を確認する手段として、光を照射して透過光や反射光によって判断する等の光学的方法も考えられる。
【0034】
更に、異物捕捉槽20は、異物捕捉槽本体21とフィルターエレメント22と圧力計23、24から構成されている。 この場合、異物捕捉槽本体21は、本体の部分と蓋の部分で密閉の状態で構成され、異物捕捉槽本体21の蓋の部分には、流入路21aと流出路21bが形成され、流路21a、21bには、圧力計23、24が接続している。
【0035】
この場合、圧力計23、24は、油分離槽10に配設した圧力計12の圧力と共に、0.01〜0.7MPaの値で使用可能となっている。 但し、各圧力計12、23、24が示している値は、接続管271、272、273等による圧力損失やフィルターエレメント22の劣化によって、多少の差は見られる。 ここで、設定する圧力が低かったり油分離槽10より下流で何等かの異常が発生すると、ドレン水がエマルジョン破壊油吸着槽30と清水確認槽40を通って最終的には清水管282より清水として排出するには力不足となって、油分離槽10の液面の位置が通常の状態で保持している液面の高さである吐出管11cの一方の管端より高い位置になり、設定した圧力が高いと、ドレン水がエマルジョン破壊油吸着槽30を通過する際に、特定の流路を形成するという不具合を生じることになる。
【0036】
尚、ここで必要とする圧力調整は、圧力調整手段277としての減圧弁277で行い、一つの例として、当初は0.2MPaに近い値に設定し、その後エマルジョン破壊油吸着槽30の機能低下に応じ、液面確認手段11aである透明管11aにおいて液面の位置が上昇するに従って圧力を上げて行き、最終的に清水確認槽40で汚染の異常が見られる時点でエマルジョン破壊油吸着槽30に収納されているエマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33を交換するような使い方をしている。
【0037】
また、フィルターエレメント22は、異物捕捉槽本体21の本体の部分の内部に収納され、異物捕捉槽本体21の蓋の部分で固定されている。 従って、異物捕捉槽20に流入した油分離槽10からのドレン水は、必ずフィルターエレメント22を外側から内側に経由して異物捕捉槽20から排出されるようになっている。 但し、ドレン水の流れを、フィルターエレメント22の内側から外側に流れるように使用してもかまわない。 尚、ドレン水がフィルターエレメント22を通過する際に、エマルジョン化したドレン水のうちの一部が水と油の結合を解き放つエマルジョン破壊を行ったりしている。 ここで、二つの圧力計23、24は、その圧力差によってフィルターエレメント22の交換時期を決めるようになっている。 この場合、異物捕捉槽20は、設置しない場合も考えられる。
【0038】
更に次の、エマルジョン破壊油吸着槽30では、図2に見られるように、エマルジョン破壊油吸着槽本体31の中に、色素や異臭を除去する活性炭34を概ね中央部の断面全体の部分にドレン水の流れを遮るように配設し、エマルジョンを破壊させる目的のエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材32と油を吸着する目的の油吸着材33を概ね均一に混在させたものを、活性炭34の前後に収納したものである。
【0039】
ここで、エマルジョン破壊油吸着槽本体31は、外部から内部の汚染の状況を目視可能なガラス製やプラスチック製等の透明の材料を使用したり、外部から内部の汚染の状況を目視可能なようにガラス製やプラスチック製等の透明の材料をはめ込む等のことも考えられる。
【0040】
この場合、エマルジョン破壊粒子付吸着材32は、エマルジョン破壊粒子の働きによって微小の油が水と結合してエマルジョン化したドレン水をエマルジョン破壊することで油と水の結合を解き放ち、その後、分離した油はエマルジョン破壊粒子付吸着材32を構成している吸着材や油吸着材33に吸着される。 従って、エマルジョン破壊粒子付吸着材32と油吸着材33が散在することによって、エマルジョン化したドレン水から油を完全に分離し吸着することによって油の除去が可能となったのである。
【0041】
一方、粒状の活性炭34は、色素や異臭を吸着したり除去することを目的としている。 また、活性炭34の油分離吸着槽30内での充填する位置としては、最上流では活性炭34が早く汚れてしまい、最下流では活性炭34そのものが流出することによって汚れた水が流れる様に見える為に、概ね中央部に位置させることが望ましい。
【0042】
ここで、エマルジョン破壊油吸着槽本体31の構造としては、液体であるドレン水が、流入口31aからエマルジョン破壊油吸着槽本体31に流入し、流出口31bから排出する間に、エマルジョン破壊油吸着槽本体31内を均一に流れるように、エマルジョン破壊油吸着槽本体31の両端部である入口側と出口側には空間部31zを確保している。
【0043】
従って、両端の空間部31zを確保するために、数多くの小さな穴を形成している多孔板31cを二枚用意し、その多孔板31cとエマルジョン破壊油吸着槽本体31の両端の端部との間にエマルジョン破壊油吸着槽本体31より小径の円筒状の支柱31dを配設することによって多孔板31cを支え、エマルジョン破壊粒子付吸着材32と油吸着材33と活性炭34を、二つの多孔板31cの間に収納するようにしている。 但し、支柱31dは円筒状のものに限る必要は全くなく、空間部31zを確保出来れば、どのような形状でもかまわない。 尚、多孔板31cとしては、数多くの小さな穴を形成したパンチングプレートやセラミック樹脂等が考えられる。
【0044】
また、エマルジョン破壊粒子付吸着材32と油吸着材33は、油等の異物を吸収するに従って抵抗が大きくなり、圧縮されながら下流に向かって押し付けられることで、更に抵抗が大きくなると同時に、エマルジョン化したドレン水のエマルジョン破壊や油吸着の機能が低下する。
【0045】
そこで、このことを少しでも防止するために、液体の流れを垂直に遮ることが出来るように、油分離吸着槽本体31の略中央部に数多くの小さな穴を形成した中間多孔板31eを配設し、中間多孔板31eを支えるため、中間多孔板31eと下流の側に位置している多孔板31cとの間に油分離吸着槽本体31より小径の円筒状の支持材31fを配設することによってエマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33が完全に圧縮されることを少しでも防止している。
【0046】
但し、中間多孔板31eの位置に関しては、油分離吸着槽本体31の略中央部に多少前後してもかまわない。 また、支持材31fは円筒状のものに限る必要はなく、数本のボルトで固定する等中間多孔板31eを支持出来れば、どのような形状でもかまわない。
【0047】
尚、エマルジョン破壊油吸着槽本体31の内部には図2に示すように、活性炭34を中間多孔板31eの下流直後に充填するのが最善であるが、中間多孔板31eの上流直前に充填するのも最善に近い効果が見られる。 一方、中間多孔板31eの多少前後して充填してもかなりの効果が見られるし、エマルジョン破壊油吸着槽本体31の両端末の何れかの部分に充填してもそれなりの効果は見られる。
【0048】
ここで、エマルジョン破壊粒子を吸着材に付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材32を作る方法としては、アミンや硫酸バリウム等のエマルジョン破壊粒子が溶媒で溶解されている溶液を吸着材に付着させた後に溶媒を蒸発乾燥させるような方法が一般的であるが、溶液を油吸着材33に霧状に吹き付ける方法もある。 また、アミンや硫酸バリウム等のエマルジョン破壊粒子を溶解した状態でなく、液体内で均一に混合された状態で吸着材に付着させるという方法も考えられる。
【0049】
この場合、エマルジョン破壊粒子と吸着材をエマルジョン破壊粒子付吸着材32の状態にしないで、粒子の状態のままで吸着材の間でばらばらに分散するように充填しても良い。 この場合にも、活性炭34は、中間多孔板31eの上流直前直後やその周辺に配置しても良いし、入口や出口の多孔板31cの直後や直前に配置しても良い。
【0050】
但し、前記の何れの場合に於いても、活性炭34を配置しない構成も考えられる。
【0051】
一方、本発明に用いられるアミンについてはアミン化合物またはその誘導体が考えられ、アミン化合物またはその誘導体が25℃であるとき固体状のものであることが好ましいが、その化合物が25℃で非固体状であっても、他の化合物との混合体で固体状になる化合物でもかまわない。 つまり、化合物は、1種類単独で使用しても、2種類以上併用してもよい。
【0052】
これらのアミン化合物やその誘導体は、好ましくは、1級アミン、2級アミン、3級アミン、および、その誘導体であり、より好ましくは、1級アミン、2級アミン、および、その誘導体、特に好ましくは、1級アミン(例えば、ステアリルアミン)、および、その誘導体である。
【0053】
これらのアミン化合物としては、例えば、ヘキシルアミン、ヘブチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デジルアミン、ラウリルアミン、ミリスチルアミン、パルミチルアミン、オレイルアミン、ステアリルアミン等の1級アミン、または、これらの炭化水素鎖を有するジアミン、トリアミン等の2級アミン、および、3級アミン、あるいは、そのピクラード、種々の塩(例えば、塩酸、硫酸、リン酸、炭酸、酢酸等の塩)、さらに、これらの炭化水素鎖を有する1級アミン、および、2級アミンの酸アミド、アミジン類、尿素類、および、チオ尿素類や1級アミンのシツフ塩基物等がある。
【0054】
尚、アミドとしては、p−トルエンスルホニル−N−ステアリルアミドなどのスルホンアミド類やN−ステアリルアセトアミドが好ましい。 また、これらの炭化水素鎖を有する4級アンモニウム塩、ベタイン等が挙げられる。 更に、例えば、ステアリルプロピレンジアミン、半硬化牛脂ジアミン等の多価アミンを用いることも出来る。 さらに、硬化牛脂アミン、ココナットアミン等の炭素数の異なる炭化水素鎖を有するアミン類の混合物を用いることも可能である。
【0055】
また、油吸着材33およびエマルジョン破壊粒子付吸着材32に使用している吸着材としては、ポリプロピレンやポリスチレンの繊維よりなるものが考えられる。 但し、油吸着材33およびエマルジョン破壊粒子付吸着材32に使用している吸着材に関しては、これらのものに限定されるわけではなく、油吸着の機能を持っていて水不溶性のものであればそのほかのものでもかまわない。
【0056】
ここで、油吸着材33およびエマルジョン破壊粒子付吸着材32に使用している吸着材の大きさとしては、好ましくは、(10mm〜200mm)×(2mm〜50mm)のものであるが、より好ましくは、(30mm〜80mm)×(5mm〜40mm)の大きさのものである。 特に、(35mm〜55mm)×(25mm〜40mm)と、(40mm〜60mm)×(3mm〜10mm)の2種類の大きさのものを準備するのが最も好ましい。 この事は、別の見方で言うと、100mm×50mm以下の小片で、面積で3〜10倍の違った大きさのものを2種類準備するという考え方に近いとも言えるし、最善のものでは、60mm×40mm以下の小片で、面積で4〜8倍の違った大きさのものを2種類準備するのが理想的とも言える。
【0057】
この場合、このような大きさが好ましい理由は、油吸着材33およびエマルジョン破壊粒子付吸着材32に使用している吸着材をエマルジョン破壊油吸着槽本体31に充填する際に、大きすぎる場合には、隙間が大きくなることで多くの量を充填することが難しいために大きな表面積を得にくくなり、無理な圧縮をしている部分が多くなることでそのような部分はエマルジョン化した油の破壊や吸着の機能は低下し、充填する量が少なくなることで性能を確保することが出来ず、小さすぎる場合には、基本的に隙間が小さいことでエマルジョン化したドレン水のエマルジョン破壊や吸着の機能の低下が早くなり、裁断するのにめんどうであるし、各種の管理をするにもめんどうである。
【0058】
また、2種類の大きさのものを使用するということは、大きさの異なる2種類の小片を準備することで、大きくすることでの課題である大きな隙間や無理な圧縮を、小さいものを加えることで補うことが可能となり、同時に小さくすることでの課題である早期の機能低下を、大きなものを加えることで補うことが出来るということに大きな意味を持っている。
【0059】
尚、2種類の小片については、油吸着材33およびエマルジョン破壊粒子付吸着材32に使用している吸着材の両方に2種類の小片を使用するのが最善であるが、油吸着材33に小さい小片とエマルジョン破壊粒子付吸着材32に使用している吸着材に大きい小片を使用してもその逆でも良い。
【0060】
その他に、エマルジョン破壊油吸着槽30の別の応用例として、エマルジョン破壊油吸着槽本体31の概ね中央部に活性炭34を配設し、エマルジョンを破壊させる目的のエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材32による層と油を吸着する目的の油吸着材33による層を交互に形成させて活性炭34の前後に収納することも考えられる。
【0061】
最後に、清水確認槽40は、清水確認槽透明本体41とその底部に接続した開閉可能な清水取出弁42から構成されている。 この場合、汚染確認手段41でもある清水確認槽透明本体41は、プラスチック製やガラス製であり、透明で外部から内部の汚染の状況を目視出来るようになっている本体の部分と蓋の部分が密閉の状態で構成され、清水確認槽透明本体41の蓋の部分には、流入路41aと流出路41bと流出管41cが、具体的に図示していないが、Oリング等で密閉の状態になるように形成され、流出管41cは流出路41bを経由して清水管281に接続している。
【0062】
従って、汚染確認手段41として、目視でも可能であるし光を照射して透過光や反射光によって判断する等の光学的方法も考えられる。
【0063】
本発明による、圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法および油水分離装置は前述したように構成されており、以下に、その動作について説明する。
【0064】
先ず、エアコンプレッサ110を構成しているモータを作動させるとモータの回転はベルトを介してコンプレッサに伝えられ圧縮空気を作り出す。 ここで、作り出された圧縮空気は、圧縮空気配管201と、アフタークーラ120と、圧縮空気配管202と、エアータンク130と、圧縮空気配管203と、ドライヤー140と、圧縮空気配管204と、フィルター150と、圧縮空気配管205を経由して、その先端のアクチュエータを構成している各種の空圧機器に必要に応じて乾燥した清浄な圧縮空気を送り出すことが出来るようになっている。
【0065】
一方、アフタークーラ120やエアータンク130やドライヤー140やフィルター150で圧縮空気より発生したドレン水は圧縮空気と共に、ドレン排出管211a、212a、213a、214aと弁221、231、241、251とドレン排出管211b、212b、213b、214bとドレントラップ222、232、242、252とドレン排出管211c、212c、213c、214cと逆止弁223、233、243、253とドレン排出管211d、212d、213d、214dを経由して、集合管261で合流し、更に、逆止弁265と集合管262を経由して油水分離装置1に送られ、油水分離装置1では油を含む各種の異物を除去し、清水管281と弁285と清水管282を経由して河川にそのまま排出しても問題のないような清浄な清水にすることが出来るようになっている。
【0066】
この場合、油水分離装置1に於いては、最初に油分離槽10の油浮上分離室11xで、水より軽い油を水面に浮かせ、水より重い各種の異物を底部に沈澱させ、油浮上分離室11xと水貯槽室11yの間に形成した隔壁11d先端と油分離槽本体11の底部の間を通って油や各種の異物を除去された比較的清浄なドレン水が水貯槽室11yに送り込まれるようになっている。 但し、このドレン水がエマルジョン化している場合には、水と油が結合したような状態になって水貯槽室11yに流入してくる。
【0067】
一方、ドレン水と共に油分離槽10に送り込まれた圧縮空気は、油分離槽本体11の上部である油浮上分離室11xの上部と水貯槽室11yの上部の、密閉された部分に滞留している。 尚、油分離槽本体11外側に位置して油分離槽本体11の油浮上分離室11xと連通している透明な透明管11aによって、油分離槽10に送り込まれた直後の汚いドレン水は、汚れの状態を目視で確認することが可能となっている。 同時に、透明管11aは、油分離槽10の液面の位置を目視で確認出来るようにもなっている。
【0068】
ここで、水貯槽室11yに送り込まれたドレン水は、水貯槽室11yに形成された吐出管11cの一方の端部である管端より上部に溜まると、油分離槽本体11の上部に滞留している圧縮空気の力によって、吐出管11cと接続管271と逆止弁276と接続管272と圧力調整手段277である減圧弁277と接続管273を経由して異物捕捉槽20に送り込まれ、更に、エマルジョン破壊油吸着槽30と清水確認槽40を経由して清水になって排出される。
【0069】
この場合、圧縮空気の力は、異物捕捉槽20もエマルジョン破壊油吸着槽30も清水確認槽40も密閉した状態になっているために、ドレン水が清水管282より排出される迄、ドレン水の移動を助けている。 尚、一つの例として、圧縮空気としては、圧力調整手段277である減圧弁277によって0.01〜0.7MPaの圧力が設定可能となっている。 即ち、エマルジョン破壊油吸着槽30の機能低下に応じて、圧力調整手段277によって前記の範囲で圧力を高くすることが可能となっている。
【0070】
次に、異物捕捉槽20では、エマルジョン化したドレン水がフィルターエレメント22を経由することで、異物を分離すると共に、エマルジョン化したドレン水の水と油の結合を解き放つことでエマルジョン破壊を行い、時には、離脱した油を粗大化させている。 そして、離脱した油の一部をフィルターエレメント22で吸収する一方、離脱した油の一部と残りのエマルジョン化したドレン水の一部と水が、圧縮空気の圧力によって接続管274を経由してエマルジョン破壊油吸着槽30に送り込まれるようになっている。
【0071】
一方、エマルジョン破壊油吸着槽30では、圧縮空気と共に送り込まれたドレン水がエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材32と油を吸着する油吸着材33を概ね均一に混在させた状態で収納された中で、ドレン水はエマルジョン破壊粒子付吸着材32と油吸着材33をランダムに経由することで、異物捕捉槽20でのエマルジョン破壊に加えて、エマルジョン破壊粒子付吸着材32はエマルジョン化したドレン水の水と油の結合を解き放つことでエマルジョン破壊を行って離脱した油を吸着させ、油吸着材33はエマルジョン破壊粒子付吸着材32で吸着出来なかった油を吸着させ、このような処理をランダムに何度も行うことによってドレン水の清浄度を向上させている。 また、ドレン水が活性炭34を通過すると臭いや色素が除去されるようになっている。
【0072】
尚、本願発明の圧力調整手段277を配設しようとする技術は、従来の技術に示したような、エマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33に該当するものを各々別々の槽に収納したり、エマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33に該当するものを複数組交互に積層させて収納した、それらの技術にも適用可能である。 この場合、本願発明は、エマルジョン破壊を目的としたエマルジョン破壊粒子を付着させたエマルジョン破壊粒子付吸着材32と、油を吸着する油吸着材33を、概ね均一に混在させた状態でエマルジョン破壊油吸着槽本体31に収納したことにも特徴を持っている。
【0073】
この結果、本願発明では、油分離槽10とエマルジョン破壊油吸着槽30の間を流れる流体の圧力を調整出来ることに加えて、エマルジョン破壊油吸着槽30にエマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33を均一に混在させることで、エマルジョン破壊油吸着槽30に収納されたエマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33が機能低下した時期を的確にとらえることが出来るようになり、それによってエマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33の交換すべき時をタイミング良く確定し、一方、エマルジョン破壊油吸着槽30をドレン水が流れる際の抵抗が特定の場所で異常に高くなるというアンバランスな点は確実に解消された。
【0074】
このことによって、エマルジョン破壊油吸着槽30の機能低下に対し、先ず液面確認手段11aである透明管11aにおいて液面の位置が上昇するに従い圧力調整手段277で圧力を上げて行き、最終的にエマルジョン破壊油吸着槽30や清水確認槽40で汚染の異常が見られる時点でエマルジョン破壊油吸着槽30に収納されているエマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33を交換することによって目的を達成している。
【0075】
尚、一つの例として、具体的に、どの位の量のものが充填されているかを示すと、55Kw〜110Kwのスクリュ式エアコンプレッサより発生したドレン水に対し、異物捕捉槽20と、概略内径200mmで高さ950mmの円筒であるエマルジョン破壊油吸着槽本体31にポリプロピレン製の不織布である45mm×25mmのアミン付のエマルジョン破壊粒子付吸着材32を2.5Kg充填しポリプロピレン製の不織布である45mm×5mmの油吸着材33を2.5Kg充填し活性炭34を1Kgを充填したエマルジョン破壊油吸着槽30を直列に接続したものを2列並列して設置するような形で使用している。
【0076】
最後に、エマルジョン破壊油吸着槽30から排出された清水は、圧縮空気と共に清水確認槽40に送り込まれる。 ここで、清水確認槽40では、清水確認槽透明本体41の下部の清水は流出管41cの端部の高さまで溜まり、その上部に密閉されている圧縮空気の圧力によって流出管41cの端部より上部に滞留した清水は圧縮空気と共に圧送して清水管281より排出されるようになっている。同時に、清水確認槽透明本体41が透明であることによって、内部を流れている清水の汚れを確認する汚染確認手段41にもなって内部を通過する清水の汚染の状況を目視または光学的に確認可能となっている。
【0077】
この場合、油分離槽10の液面確認手段11aである透明管11aの液面の高さと清水確認槽40の汚染確認手段41である清水確認槽透明本体41の汚染の状況を、目視や光の透過や光の反射等の各種の方法で確認することによって、また、異物捕捉槽20を構成している圧力計23、24の測定結果によって、油水分離装置1全体の性能の劣化を判断することが出来、異物捕捉槽20を構成しているフィルターエレメント22や、エマルジョン破壊油吸着槽30を構成しているエマルジョン破壊粒子付吸着材32や油吸着材33の交換時期を的確に判断することが可能となった。
【0078】
尚、エマルジョン破壊油吸着槽30を構成しているエマルジョン破壊油吸着槽本体31をブラスチック製やガラス製等で透明にした場合には、清水確認槽40を配設しないことも考えられる。
【0079】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明により、下記のような効果をあげることができる。
【0080】
第一に、集合管またはその下流に圧力調整手段配設することにより、エマルジョン破壊油吸着槽の機能低下に応じて圧力を上昇させることで、エマルジョン破壊油吸着槽に収納されているエマルジョン破壊粒子付吸着材や油吸着材を限界迄使用することが可能となった。
【0081】
第二に、油分離槽に液面確認手段である透明管を形成することで、エマルジョン破壊油吸着槽の機能低下の状況を容易に判断することが可能となった。
【0082】
第三に、清水確認槽を設けたり、エマルジョン破壊油吸着槽本体を透明にすることで、エマルジョン破壊油吸着槽の機能低下の最終段階の状況を容易に判断することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願発明を示した実施例の全体図
【図2】本願発明の油水分離装置を構成しているエマルジョン破壊油吸着槽の詳細図
【符号の説明】
1・・・・・・・油水分離装置
10・・・・・・油分離槽
11・・・・・・油分離槽本体
11a・・・・・透明管(液面確認手段)
11b・・・・・吸入管
11c・・・・・吐出管
11d・・・・・隔壁
11x・・・・・油浮上分離室
11y・・・・・水貯槽室
12・・・・・・圧力計
13・・・・・・浮上油取出弁
20・・・・・・異物捕捉槽
21・・・・・・異物捕捉槽本体
21a・・・・・流入路
21b・・・・・流出路
22・・・・・・フィルターエレメント
23・・・・・・圧力計
24・・・・・・圧力計
30・・・・・・エマルジョン破壊油吸着槽
31・・・・・・エマルジョン破壊油吸着槽本体
31a・・・・・流入口
31b・・・・・流出口
31c・・・・・多孔板
31d・・・・・支柱
31e・・・・・中間多孔板
31f・・・・・支持材
31z・・・・・空間部
32・・・・・・エマルジョン破壊粒子付吸着材
33・・・・・・油吸着材
34・・・・・・活性炭
40・・・・・・清水確認槽
41・・・・・・清水確認槽透明本体(汚染確認手段)
41a・・・・・流入路
41b・・・・・流出路
41c・・・・・流出管
42・・・・・・清水取出弁
110・・・・・エアーコンプレッサ
120・・・・・アフタークーラ
130・・・・・エアータンク
150・・・・・ドライヤー
150・・・・・フィルター
201・・・・・圧縮空気配管
202・・・・・圧縮空気配管
203・・・・・圧縮空気配管
204・・・・・圧縮空気配管
205・・・・・圧縮空気配管
211a・・・・ドレン排出管
211b・・・・ドレン排出管
211c・・・・ドレン排出管
211d・・・・ドレン排出管
212a・・・・ドレン排出管
212b・・・・ドレン排出管
212c・・・・ドレン排出管
212d・・・・ドレン排出管
213a・・・・ドレン排出管
213b・・・・ドレン排出管
213c・・・・ドレン排出管
213d・・・・ドレン排出管
214a・・・・ドレン排出管
214b・・・・ドレン排出管
214c・・・・ドレン排出管
214d・・・・ドレン排出管
221・・・・・弁
222・・・・・ドレントラップ
223・・・・・逆止弁
231・・・・・弁
232・・・・・ドレントラップ
233・・・・・逆止弁
241・・・・・弁
242・・・・・ドレントラップ
243・・・・・逆止弁
251・・・・・弁
252・・・・・ドレントラップ
253・・・・・逆止弁
261・・・・・集合管
262・・・・・集合管
265・・・・・逆止弁
271・・・・・接続管
272・・・・・接続管
273・・・・・接続管
274・・・・・接続管
275・・・・・接続管
276・・・・・逆止弁
277・・・・・減圧弁(圧力調整手段)
281・・・・・清水管
282・・・・・清水管
285・・・・・弁

Claims (6)

  1. 水より軽い油や水より重い異物を分離可能なように、油分離槽本体(11)が隔壁(11d)によって仕切られることで油浮上分離室(11x)と水貯槽室(11y)の二つの室を形成し、密閉した前記油分離槽本体(11)の内部を、上部では液面より更に上の部分で前記油浮上分離室(11x)と前記水貯槽室(11y)の間を気体である圧縮空気だけが自由に出入り可能な状態に、下部では液体であるドレン水が前記隔壁(11d)の先端と前記油分離槽本体(11)の底部との間で前記油浮上分離室(11x)と前記水貯槽室(11y)の間を自由に出入り可能とする油分離槽(10)とエマルジョン化したドレン水の水と油の結合を離脱させることでエマルジョン破壊を行い離脱した油を吸着するエマルジョン破壊油吸着槽(30)によって、前記水貯槽室(11y)では液面に吐出管(11c)の一方の管端を位置させ、前記吐出管(11c)の液面に集まった比較的清浄なドレン水は、密閉されている圧縮空気の圧力によって前記吐出管(11c)の他方の管端より前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)に送り込まれるようにして清水にする圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法において、前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の機能が低下した場合には、前記油分離槽(10)と前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の間を流れる流体の圧力を更に高い圧力に一定の範囲で調整出来るようにしたことを特徴とする圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法。
  2. 前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の機能が低下したということは、前記油分離槽(10)における液面の高さが通常の状態で保持している液面の高さより高いかどうかによって判断するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法。
  3. 前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の機能が低下したということは、前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)またはその下流の汚染の状況によって判断するようにしたことを特徴とする請求項1に記載の圧縮空気より発生したドレン水の油水分離方法。
  4. 水より軽い油や水より重い異物を分離可能なように、油分離槽本体(11)が隔壁(11d)によって仕切られることで油浮上分離室(11x)と水貯槽室(11y)の二つの室を形成し、密閉した前記油分離槽本体(11)の内部を、上部では液面より更に上の部分で前記油浮上分離室(11x)と前記水貯槽室(11y)の間を気体である圧縮空気だけが自由に出入り可能な状態に、下部では液体であるドレン水が前記隔壁(11d)の先端と前記油分離槽本体(11)の底部との間で前記油浮上分離室(11x)と前記水貯槽室(11y)の間を自由に出入り可能とする油分離槽(10)とエマルジョン化したドレン水の水と油の結合を離脱させることでエマルジョン破壊を行い離脱した油を吸着するエマルジョン破壊油吸着槽(30)を配設し、前記水貯槽室(11y)では液面に吐出管(11c)の一方の管端を位置させ、前記吐出管(11c)の液面に集まった比較的清浄なドレン水は、密閉されている圧縮空気の圧力によって前記吐出管(11c)の他方の管端より前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)に送り込まれるようにした圧縮空気より発生したドレン水の油水分離装置において、前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の機能が低下した場合には、前記油分離槽(10)と前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の間を流れる流体の圧力を更に高い圧力に一定の範囲で調整出来る圧力調整手段(277)を配設したことを特徴とする圧縮空気より発生したドレン水の油水分離装置。
  5. 前記圧力調整手段(277)は、減圧弁(277)であり、前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の機能が低下するのを確認する為、前記油分離槽(10)に外部から目視で液面の位置が確認可能な液面確認手段(11a)を形成したことを特徴とする請求項4に記載の圧縮空気より発生したドレン水の油水分離装置。
  6. 前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の機能が低下するのを確認する為、前記エマルジョン破壊油吸着槽(30)の下流に外部から目視で汚染の状況が確認可能な清水確認槽(40)を配設したことを特徴とする請求項5に記載の圧縮空気より発生したドレン水の油水分離装置。
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