JP4038365B2 - Oil / water separator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は油と水の混合された液体から油と水を分離するための油水分離装置に関し、特に、微細気泡による浮上分離法を用いた油水分離装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
気泡の浮上作用による油水分離の従来技術として特開平5−317847号公報がある。特開平5−317847号公報にには、先ず、圧力ポンプに連結した吸液管先端に設けたフロート弁、及び供給管の先端の圧力弁を被処理部内に付け、加圧ポンプにより被処理部から被処理液を汲み上げ、この被処理液を加圧状態でコンプレッサーからの圧縮空気と共に気液混合手段に供給することにより、液中に空気が混合、溶解される。この加圧液を加圧タンクから供給管を経て先端の圧力弁から被処理部内へ供給することで、加圧液中の微細気泡が被処理部中を膨張しながら浮上すると共に油粒子に付着して、これを浮上させることで油水分離を行えると説明されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開平5−317847号公報に示された従来技術において、気液混合手段出口までに加圧液中に溶解できなかった空気は処理槽内で大気泡となり、油浮上分離性能を低下させるので加圧タンクで分離し、エアアウトサイレンサから外部に開放している。しかし、加圧タンクの内部では気泡が油粒子を浮上させ気液面に浮上油を発生させる油水分離を起こし、浮上油がタンク内部の気液面に存在する状態となる。この浮上油は処理液中の油分濃度が低下した後、気液面の波動によって処理液中に少量ずつ混じる。従って、処理液を直接排水可能な油分濃度まで下げるための処理時間が非常に長い。更に、加圧タンク中は加圧下であるため余剰空気の気泡径が小さくなり、浮上速度が遅くなる。このため余剰空気を分離するためには加圧タンクが大きくなるという問題があった。
【0004】
そこで、本発明の目的は余剰空気の分離性能が高く、その際の浮上油の滞留を防止した油水分離装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は、空気を混合した加圧状態の被処理液をノズルで減圧することにより生成した大気泡を分離する大気泡分離部を設け、分離した大気泡を処理槽内上部に供給する大気泡排出管を設け、微細気泡を含む被処理液を処理槽に設けた分離部下部に連続的に供給する構成とした。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1に本発明による油水分離装置の機器構成図の第一の実施形態を示す。
図1において、処理槽3の内部には、被処理水を分離する分離部と浮上油受け器6とを分離する遮蔽板2が設けてある。この遮蔽板2は、被処理液面よりわずかに高くなるように配置してある。処理槽3には、不溶解空気除去するための大気泡除去部1に設けたノズル5より供給された空気が混合された被処理液の主流が分離部3aに流出するように、大気泡除去部1の開口部が分離部3aに接続されている。更に、処理槽3の分離部3aには、2つの液面検出器7、8が設けてある。一方の液面検出器(以後、第1の液面検出器7と称す)は被処理液面の最大位置を検出する位置に、他方の液面検出器(以後、第2の液面検出器8と称す)は被処理液面が大気泡除去部1の開口部上端より下にならない位置に配置してある。また、大気泡除去部1の出口近傍の上側には、空気が混合された被処理液の分岐流を流すための大気泡排出管9が取り付けてある。この大気泡排出管9は、処理槽3の高さ方向の中間部から分離部内に挿入され、その端部が被処理液面近傍になる位置に配置してある。なお、大気泡除去部の天井側(上側)は大気泡排出管9に気泡が集まりやすいように、配出管の口に向かって傾斜を設けると良い。また、大気泡除去部1の出口側の天井部に突起、又はじゃま板を設けることで、大気泡が分離部3a側に流出しにくくすることで、大気泡の除去性能を向上させることもできる。なお、ここでは被処理液と分離された油分を多く含む部分(浮上油)とを区別して説明する。
【0007】
ノズル5には加圧供給配管24が接続され、この加圧供給配管24にはポンプ4が接続されている。処理槽3の下部には、循環配管25が接続され、循環調節弁15を介して、被処理液空気供給配管23に導かれポンプ4に接続している。循環配管25の途中で分岐した排出配管26には排出調節弁16が接続され、処理後の液は排出調節弁16より排出される。循環配管25が取り付けられた被処理液空気供給配管23には被処理液供給配管21と空気導入配管22が接続されている。被処理液供給配管21には被処理液供給を制御する被処理液調節弁14が、空気導入配管22には空気の流量を制御する空気流量調節弁17が接続されている。更に、浮上油受け器6には、浮上油排出管29が接続されており、浮上油Cを排出できるように構成されている。
【0008】
次に本装置の動作について説明する。
被処理液供給運転時は、循環調節弁15と排出調節弁16を閉じ、被処理液調節弁14を開放した状態でポンプ4を稼動する。被処理液は被処理液供給配管21からポンプ4を通り、加圧供給配管24と、ノズル5と、大気泡除去器1を経て、処理槽3の分離部3aへ流入し、予め設定した液面高さまで供給する。本実施形態では、この液面高さの検出は第1の液面検出器7で行うようにしているが、ポンプ4の液量検出器を用いたり、ポンプ4の流量と時間の関係などで代用することもできる。分離部3aへ供給された被処理液の液面が予め設定した高さまで達すると、被処理液中の油粒子を微細気泡により浮上分離する処理運転を行う。
【0009】
処理運転時には、まず循環調節弁15を開放し、被処理液調節弁14を閉め、分離部3aの被処理液をポンプ4を介して循環させる。この時、被処理液空気供給配管23内が被処理液の流れのために負圧になる。この特性を利用して空気導入配管22より空気を被処理液空気供給配管23内に導く。供給空気量は空気流量調節弁17で調節する。供給空気はポンプ4が高速で回転しているために細かい気泡となって被処理液と混合し、溶解し易くなる。ポンプ4の吐出側に断面積の小さなノズル5を設けたことにより、加圧供給配管24内部は高圧となり、被処理液中に溶解する空気量が多くなる。この溶解空気量は、液量と圧力に比例する。本実施形態では空気導入配管22、空気流量調節弁17をポンプ4の吸引側に配置しているが、ポンプ4の吐出側に空気導入配管´22、空気流量調節弁´17として配置しても良い。この際には、加圧供給配管24内部が高圧となっているため、加圧供給配管24内圧力よりも高い圧力で空気を供給する必要がある。
【0010】
空気導入配管22より供給された空気の余剰分は、溶解せず気泡のまま高圧の被処理液中に残る。ポンプ4出口の圧力は、所要動力を少なくするためと、減圧後に発生する微細気泡の直径を小さくすることを考慮すると0.3〜0.8MPa程度が良い。ノズル5から噴射された溶解した空気を伴う被処理液と溶解しない空気は大気泡除去部1に送られる。ここで、溶解した空気は高圧から大気に開放されるため、微細気泡Bとして発生し、溶解しない空気は高圧から大気開放された分だけ気泡が大きくなって余剰気泡Aとなる。直径の大きい余剰気泡Aは液中上昇速度が大きく、大気泡除去部1の途中の管上部に集まる。先に述べたように、大気泡除去部1の出口近傍の上側には処理槽3内被処理液面近傍に連通している大気泡排出管9を設けており、余剰気泡Aはこの大気泡排出管9から排出される。
【0011】
この際に浮上分離した油分は処理槽3の分離部3aへ同時に送られる。そして分離部3a内には被処理液と微細気泡Bが送られることになる。分離部3aに送られた微細気泡Bは、上昇し被処理液中の油粒子と結びつき、油粒子は分離部3a上部の液面上に浮上油Cとして溜まり、被処理液を油分と水に分離する。この溜まった浮上油Cは、遮断板2の高さを超えた場合に、浮上油受け器6に流れ出て、浮上油排出管29より排出される。また、これを超えない場合には液面上に浮上油Cとして溜まる。このため、浮上油Cを掻き取る装置等を用いなくても、浮上油Cの処理が可能である。処理槽3内の被処理液は循環配管25を介して、ポンプ4に戻される。この処理運転は、被処理液が予め設定した油分濃度(例えば油分濃度5mg/L以下)となる時間まで行われる。
【0012】
被処理液の油分濃度が所定の値となる時間だけ処理運転すると、次に排水運転を行う。排水運転は、排出調節弁16を開放し、予め設定した液面まで、排出する。本実施形態では、この時の液面検出を第2の液面検出器8を用いて行っているが、液面と排出時間の関係などを代用することもできる。この排出運転後、被処理液供給運転に戻り、全体は回分式の運転となる。
【0013】
以上、第一実施形態によれば、回分式にて従来の常圧下で微細気泡と余剰空気を効率よく分離でき油水分離性能を高くすることができる。
【0014】
図2は、本発明による油水分離装置の第二の実施形態を示す機器構成図である。図2において、図1に示したものと同一物、相当品には同一符号を付けている。
【0015】
本発明の第二の実施形態が第一の実施形態と異なる点は、排出調整弁16の排出口側に受けタンク11と受けタンク配管27とフィルタ12とフィルタ配管28とを設けたものである。運転の方法は前述の第一実施形態と略同じであるが、フィルタ12を設けることで、処理運転の時間を短縮したものである。すなわち、処理運転時の処理槽3内の被処理液油分濃度と時間の関係は、実験よりLnC=LnC0−KT(C:T時間後の被処理液油分濃度、C0:初期被処理液油分濃度、K:定数、T:時間)として表わせることが明らかになった。このため、ある程度低い濃度(例えば20〜30mg/L程度)となってから、予め設定した油分濃度(例えば油分濃度5mg/L以下)となるまではかなりの時間が必要である。
【0016】
そこで、予め設定する処理運転時間を第一実施形態よりも短かくし、低油分濃度となった処理運転後の処理液を受けタンク11を介し、フィルタ12でろ過処理をすることで、処理時間を低減できる。この際、フィルタ12で分離する処理液の単位流量当たりの油分は少ないので、フィルタ寿命は従来から用いられているフィルタ単独処理方式よりも大幅に長くなる。また、受けタンク11は、フィルタ12へ供給する液量を調整することができるため、フィルタの小型化が可能である。
【0017】
以上のように、本実施形態でも、従来に比べ分離性能を向上出来る他、第1の実施形態に比べて処理時間の短縮を図ることができる。
【0018】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、常圧下で微細気泡と余剰空気を効率よく分離でき、油水分離性能の高い油水分離装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による油水分離装置の第一の実施形態を示す機器構成図である。
【図2】本発明による油水分離装置の第二の実施形態を示す機器構成図である。
【符号の説明】
1…大気泡除去部、2…遮断板、3…処理槽、3a…分離部、4…ポンプ、5…ノズル、6…浮上油受け器、7,8…液面検出器、9…大気泡排出管、11…受けタンク、12…フィルタ、14…被処理液調節弁、15…循環調節弁、16…排出調節弁、17、′17…空気流量調節弁、21…被処理液供給配管、22,´22…空気導入配管、23…被処理液空気供給配管、24…加圧供給配管、25…循環配管、26…排出配管、27…受けタンク配管、28…フィルタ配管、29…浮上油排出管。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an oil / water separator for separating oil and water from a mixed liquid of oil and water, and more particularly to an oil / water separator using a floating separation method using fine bubbles.
[0002]
[Prior art]
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 5-317847 discloses a conventional technique for oil-water separation by the floating action of bubbles. In JP-A-5-317847, first, a float valve provided at the tip of a liquid suction pipe connected to a pressure pump and a pressure valve at the tip of a supply pipe are attached to the part to be treated. The liquid to be treated is pumped up and supplied to the gas-liquid mixing means together with the compressed air from the compressor in a pressurized state, whereby the air is mixed and dissolved in the liquid. By supplying this pressurized liquid from the pressurized tank through the supply pipe to the treated part from the pressure valve at the tip, fine bubbles in the pressurized liquid float while expanding in the treated part and adhere to the oil particles. And it is explained that oil-water separation can be performed by floating this.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the prior art disclosed in the above Japanese Patent Laid-Open No. 5-317847, air that could not be dissolved in the pressurized liquid until the gas-liquid mixing means outlet becomes large bubbles in the treatment tank, which reduces the oil floating separation performance. Separated by a pressurized tank and opened to the outside from the air-out silencer. However, inside the pressurized tank, bubbles cause oil particles to float and cause oil / water separation to generate floating oil on the gas-liquid surface, so that the floating oil exists on the gas-liquid surface inside the tank. After the oil concentration in the processing liquid is lowered, the floating oil is mixed in the processing liquid little by little by the wave motion of the gas-liquid surface. Accordingly, the treatment time for reducing the treatment liquid to an oil concentration that can be directly drained is very long. Further, since the pressurized tank is under pressure, the bubble diameter of the surplus air is reduced and the ascent rate is reduced. For this reason, in order to isolate | separate excess air, there existed a problem that a pressurized tank became large.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an oil-water separator that has high separation performance of surplus air and prevents retention of floating oil at that time.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides a large bubble separation unit for separating large bubbles generated by depressurizing a liquid to be treated in which air is mixed with a nozzle, and the separated large bubbles are treated in the treatment tank. A large bubble discharge pipe to be supplied to the inner upper part is provided, and a liquid to be processed containing fine bubbles is continuously supplied to the lower part of the separation part provided in the treatment tank.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of a device configuration diagram of an oil-water separator according to the present invention.
In FIG. 1, a
[0007]
A
[0008]
Next, the operation of this apparatus will be described.
During the liquid supply operation, the pump 4 is operated with the
[0009]
At the time of processing operation, first, the
[0010]
The surplus air supplied from the
[0011]
At this time, the oil component floating and separated is simultaneously sent to the
[0012]
If the treatment operation is performed only for a time during which the oil concentration of the liquid to be treated is a predetermined value, the drainage operation is performed next. In the drainage operation, the
[0013]
As described above, according to the first embodiment, it is possible to efficiently separate fine bubbles and surplus air in a batch system under conventional atmospheric pressure, and it is possible to improve oil-water separation performance.
[0014]
FIG. 2 is an equipment configuration diagram showing a second embodiment of the oil-water separator according to the present invention. In FIG. 2, the same components as those shown in FIG.
[0015]
The second embodiment of the present invention is different from the first embodiment in that a receiving tank 11, a receiving
[0016]
Accordingly, the processing operation time set in advance is shorter than that of the first embodiment, and the processing liquid after the processing operation having a low oil concentration is filtered through the tank 11 and filtered by the filter 12, thereby reducing the processing time. Can be reduced. At this time, since the oil content per unit flow rate of the processing liquid separated by the filter 12 is small, the filter life is significantly longer than that of the conventionally used filter single processing method. Moreover, since the receiving tank 11 can adjust the liquid quantity supplied to the filter 12, it can reduce the size of the filter.
[0017]
As described above, the present embodiment can improve the separation performance as compared with the prior art, and can shorten the processing time as compared with the first embodiment.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently separate fine bubbles and excess air under normal pressure, and to obtain an oil / water separator having high oil / water separation performance.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an equipment configuration diagram showing a first embodiment of an oil-water separator according to the present invention.
FIG. 2 is an equipment configuration diagram showing a second embodiment of the oil-water separator according to the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Large bubble removal part, 2 ... Blocking board, 3 ... Processing tank, 3a ... Separation part, 4 ... Pump, 5 ... Nozzle, 6 ... Floating oil receptacle, 7, 8 ... Liquid level detector, 9 ... Large bubble Drain pipe, 11 ... receiving tank, 12 ... filter, 14 ... treated liquid regulating valve, 15 ... circulation regulating valve, 16 ... discharge regulating valve, 17, '17 ... air flow regulating valve, 21 ... treated liquid supply piping, 22, '22 ... Air introduction pipe, 23 ... Processed liquid air supply pipe, 24 ... Pressurized supply pipe, 25 ... Circulation pipe, 26 ... Discharge pipe, 27 ... Receiving tank pipe, 28 ... Filter pipe, 29 ... Floating oil Discharge pipe.
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