JP4759306B2 - Oil-water separation method and oil-water separation device - Google Patents
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Description
本発明は油水分離方法および油水分離装置に係わり、特に、処理槽に貯留した油分を含む被処理液中で微小な気泡を生ぜしめ、被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ該被処理液を水と油分とに分離させる浮上分離法による油水分離方法および油水分離装置に関するものである。 The present invention relates to an oil / water separation method and an oil / water separation device, and in particular, generates fine bubbles in a liquid to be treated containing oil contained in a treatment tank, and causes the oil contained in the liquid to be treated to float together with the bubbles. The present invention relates to an oil-water separation method and an oil-water separation device by a flotation separation method for separating a liquid into water and an oil component.
浮上分離法による分離装置として、下記の特許文献1に記載されるように、渦流ポンプの液体吸込口に気体吸込手段を設けておき、渦流ポンプでの加圧過程で空気を被処理液に溶解(気液混合溶解)させ、処理槽内にノズルから噴射減圧することによって、処理槽内の被処理液中に微小な気泡を発生させるものがある。また、電気分解で微小な気泡を発生させるものもある。
As described in
上記特許文献に記載された従来技術においては、渦流ポンプを使用して気液混合溶解を促進し、微小気泡を発生させているがポンプ動力が熱に変換して被処理液を加熱する。電気分解による場合、被処理液は通電される結果、被処理液自体にジュール熱が発生して温度が上昇する。 In the prior art described in the above-mentioned patent document, gas-liquid mixing and dissolution are promoted using a vortex pump to generate microbubbles, but the pump power is converted into heat to heat the liquid to be processed. In the case of electrolysis, the liquid to be treated is energized. As a result, Joule heat is generated in the liquid to be treated and the temperature rises.
被処理液の温度が上昇すると、被処理液中で微小気泡は膨張し、浮力が増加して、微小気泡は急速に上昇するようになる。そうすると、被処理液に含まれる油分が微小気泡と接触する機会は低下し、油水分離性能は低下する。また、浮上油によって作られた液面上の膜により水分の蒸発が抑制され、被処理液温度はさらに上昇する。 When the temperature of the liquid to be treated rises, the microbubbles expand in the liquid to be treated, the buoyancy increases, and the microbubbles rapidly rise. If it does so, the opportunity for the oil component contained in a to-be-processed liquid to contact with microbubbles will fall, and oil-water separation performance will fall. Moreover, evaporation of moisture is suppressed by the film on the liquid surface made of floating oil, and the temperature of the liquid to be processed further increases.
渦流ポンプを使用する場合、被処理液温度が高くなると、空気溶解量が減少し、微小気泡の発生量が減少し、油水分離性能が低下するという問題もある。 When the eddy current pump is used, when the temperature of the liquid to be treated increases, there is a problem that the amount of dissolved air decreases, the amount of microbubbles generated decreases, and the oil / water separation performance decreases.
図7は、上記特許文献に記載された従来技術により微小気泡を発生させる状況を示しており、11は被処理液を貯留した処理槽、81は処理槽11の一部で貯留した被処理液について油水分離を行う分離部、13はノズル33を内蔵した大気泡分離部、37はノズル33に図示していない渦流ポンプから空気を溶解させた被処理液を供給する配管、14はノズル33から噴射した被処理液から微小気泡bが発生する際に大気泡分離部13で生じる大気泡aを分離部81の被処理液面近傍に導くエルボ型排出管、61は被処理液の液面、62は油水分離で微小気泡とともに浮上した油分の油面である。
FIG. 7 shows a situation in which microbubbles are generated by the conventional technique described in the above-mentioned patent document. 11 is a processing tank in which the processing liquid is stored, and 81 is a processing liquid stored in a part of the
ノズル33から被処理液が噴射されると、被処理液に溶解している空気は減圧して微小気泡bとなり、噴射水流とともに横向きに流れて分離部81の被処理液に供給されるが、同時に発生する大気泡aは大気泡分離部13の天井部に集まり、エルボ型排出管14を通って分離部81の液面61に到る。
When the liquid to be treated is ejected from the
この場合、エルボ型排出管14の水平部で大気泡aは集合一体化し、さらに大きな巨大気泡cとなって、エルボ型排出管14の開孔部から不定期に噴出し、被処理液面61を急速に押し上げる。被処理液面61の急激な上昇で、油面62は押し退けられ被処理液面61が露出する。
In this case, the large bubbles a are aggregated and integrated at the horizontal portion of the elbow-
すると、盛り上がった被処理液面61は池に投じた石により液面に生じる波紋のように低下して、一点鎖線で示すように、却って液面は低下し、周囲に押し退けた油面62は閉じるようになり、被処理液面61は巨大気泡cの不定期な噴出により、油面62により露出と遮蔽を繰り返し、被処理液の水分は蒸発したりしなかったりとなって、不安定となり、安定した油水分離が期待できなくなる。
Then, the
それゆえ本発明の目的は、処理槽における被処理液液温度の上昇を抑制し、所望の油水分離性能を得ることができる油水分離方法および油水分離装置を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an oil / water separation method and an oil / water separation device capable of suppressing an increase in the temperature of liquid to be treated in a treatment tank and obtaining a desired oil / water separation performance.
また、本発明の目的は、処理槽における被処理液液温度の上昇を抑制し、所望の油水分離性能を安定して得ることができる油水分離方法および油水分離装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide an oil / water separation method and an oil / water separation device capable of suppressing the increase in the temperature of the liquid to be treated in the treatment tank and stably obtaining desired oil / water separation performance.
上記目的を達成する本発明油水分離方法の特徴とするところは、処理槽に貯留した油分を含む被処理液中で微小な気泡を生ぜしめ、被処理液に含まれる油分を気泡とともに浮上させ該被処理液を水と油分とに分離させる油水分離方法において、被処理液の液面に向けて被処理液の流れを継続的に設けて被処理液の液面を露出させ、露出した被処理液面での水分蒸発により被処理液温度の上昇を阻止するようにしたことにある。 A feature of the oil / water separation method of the present invention that achieves the above object is that fine bubbles are generated in the liquid to be treated containing the oil stored in the treatment tank, and the oil contained in the liquid to be treated is floated together with the bubbles. In the oil-water separation method for separating the liquid to be treated into water and oil, the flow of the liquid to be treated is continuously provided toward the liquid surface of the liquid to be treated to expose the liquid surface of the liquid to be treated, thereby exposing the liquid to be treated. This is to prevent the temperature of the liquid to be treated from rising due to water evaporation on the liquid surface.
上記目的を達成する本発明油水分離装置の特徴とするところは、処理槽に貯留した被処理液中に微小気泡を供給することによって被処理液に含まれる油分を浮上させ水と油分とを分離させる油水分離装置において、空気供給手段で空気を溶解させた被処理液を噴射するノズルを処理槽の下部に設け、該ノズルは噴射し被処理液から発生する大気泡を微小気泡と分離して該微小気泡を処理槽に貯留した被処理液中に供給する大気泡分離部を備え、該大気泡分離部に分離した大気泡を該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に誘導し被処理液の液面に継続した被処理液の流れを形成して前記液面を露出させる排出管を設けたことにある。
The oil / water separation device of the present invention that achieves the above object is characterized in that the oil contained in the liquid to be treated is floated by supplying microbubbles into the liquid to be treated stored in the treatment tank to separate the water and the oil. In the oil / water separator to be provided, a nozzle for injecting a liquid to be processed in which air is dissolved by an air supply means is provided at the lower part of the processing tank, and the nozzle injects large bubbles generated from the liquid to be processed into fine bubbles. A large bubble separation unit is provided for supplying the microbubbles into the liquid to be treated stored in the treatment tank, and the large bubbles separated in the large bubble separation part are guided near the liquid surface of the liquid to be treated stored in the treatment tank. A discharge pipe for exposing the liquid surface by forming a continuous flow of the liquid to be processed on the liquid surface of the liquid to be processed is provided.
本発明によれば、被処理液の液面に向かう被処理液の継続的な流れで被処理液の液面を常時露出させる。露出した被処理液の液面において、被処理液の水分が安定的に蒸発することにより、被処理液温度の低下に伴って、微小気泡の上昇速度は抑制され、所望の油水分離性能を得ることができる。 According to the present invention, the liquid surface of the liquid to be processed is always exposed by the continuous flow of the liquid to be processed toward the liquid surface of the liquid to be processed. As the moisture of the liquid to be treated evaporates stably on the exposed liquid surface of the liquid to be treated, the rising speed of the microbubbles is suppressed as the temperature of the liquid to be treated is lowered, and the desired oil / water separation performance is obtained. be able to.
また、被処理液の液面に恒常的に露出した領域が存在することで、被処理液の水分蒸発は安定し、所望の油水分離性能を安定して得ることができる。 In addition, the presence of a constantly exposed region on the liquid surface of the liquid to be processed allows the water evaporation of the liquid to be processed to be stable, and the desired oil / water separation performance can be stably obtained.
以下、本発明の実施形態になる油水分離装置について説明する。 Hereinafter, an oil-water separator according to an embodiment of the present invention will be described.
図1に示した油水分離装置10は、一例として空気圧縮機から排出されるドレンを処理するものとして使用する。
The oil-
図1において、処理槽11には、槽内に被処理液を貯留し油水分離を行う分離部(請求項では処理槽と記載)81とこの分離部81で浮上分離した油分を回収する浮上油受け部83とがあり、両部81、83を分離する遮蔽板12を設けてある。処理槽11の側壁下部において、分離部81に大気泡分離部13を連接してある。
In FIG. 1, a
処理槽11における分離部81の底に取り付けた配管30はバルブ36、配管32を介して循環ポンプ31と接続し、循環ポンプ31の出口側配管37は大気泡分離部13内に設置してあるノズル33に接続してある。配管30,32,37は分離部81における被処理液の外部循環系を構成しており、後述するように循環ポンプ31の作動でノズル33から空気を溶解させた被処理液を噴き出す。
The
循環ポンプ31で加圧することにより、空気を被処理液中に溶解させる。循環ポンプ31の一例としては渦流ポンプを使用しており、図示していないが、循環ポンプ31の出口には被処理液の圧力(水圧)を測定するゲージを設けてある。
By pressurizing with the
大気泡分離部13には、ノズル33から噴き出した気泡径の大きな余剰空気を分離部81に廻さないようにし、配管中で気泡どうしが合体することを抑制したストレート形状の排出管14を設けてあり、排出管14の排出口は分離部81の上部で、被処理液面61より下の位置としてある。
The large
排出管14は、被処理液の液面61に向けて被処理液の流れを継続的に設ける手段であり、液面61に向けう被処理液の流れが継続的に形成される状況は、後述する。大気泡分離部13で分離した微小気泡は、分離部81の被処理液に供給する。
The
配管32には、供給ポンプ21とバルブ22を有し未処理な被処理液の供給系統を構成する供給管23を接続してある。供給管23は分離部81の下部に接続して、未処理の被処理液を分離部81に供給してもよい。
A
分離部81の上部には処理済の被処理液を排出する排出管51を設けてあり、排出管51は分離部81との接続部(管座)から持上げ、その下流を分離部81との接続部よりも低い位置まで配管してあり、その途中にバルブ52を有している。排出管51の最高位は、処理槽11の遮蔽板12の最高位より低くして位置差D1を持たせてある。
A discharge pipe 51 for discharging the processed liquid to be processed is provided at the upper part of the
従って、分離部81内に被処理液を供給し貯留させる場合、バルブ52を開放してあれば、被処理液は排出管51から流出して、分離部81における被処理液面61は排出管51の最高位で規制され、バルブ52を閉止し分離槽81内に被処理液を供給していけば、被処理液面61は排出管51の最高位よりも上昇していくので、排出管51はバルブ52の開閉で被処理液を排出し水位を調整する機能を備えていることになる。
Therefore, when supplying and storing the liquid to be processed in the
ここで、排出管51に設けた配管53は、サイホン効果で排出管51の最高位水平面以下まで排水されないように大気に開放している。なお、被処理液面61の上部には油水分離で上昇した浮上油の浮上油液面62が形成される。
Here, the
分離部81内を上昇中の微小気泡および油粒子が分離部81から排出管51を介して流出する処理済の被処理液に混入することを防止する仕切板15を設け、ポケット状吸入部82を形成してある。即ち、排出管51における被処理液の流出量と吸入部82の入口面積で決まる吸入部82での被処理液の下降速度が気泡の上昇速度より遅くなるようにしてあることにより、分離部81を上昇中の微小気泡および油粒子が吸入部82に流入して排出管51から流出することはない。
A
仕切板15の最高位は、排出管51の最高位、即ち、バルブ52を開放している時の被処理液面61より低くして、位置差D2を持たせている。また、仕切板15の最高位は排出管51の分離部81との接続部(管座)より高くして、位置差D3を持たせている。
The highest position of the
浮上油受け部83の底部には、分離部81から遮蔽板12を乗り越えて流入(溢流)する廃油63を排出する油分排出管55を設けてある。また、図示しないが、処理槽11の底部から外部に配管を設け、その途中にバルブを設けてあり、分離部81内部の液体を排出する必要がある場合にこれらを用いる。
An
次に、図1に示す油水分離装置10の動作を説明する。
空気圧縮機から排出されるドレン(油分を含む被処理液)は、絶対湿度が高い時期(夏季)にはドレン流量が多く、ドレン中の油分濃度は低い。一方、絶対湿度が低い時期(冬期や春秋)にはドレン流量が少なく、ドレン中の油分濃度は高い。絶対湿度が高い時期(夏季)には連続運転処理、絶対湿度が低い時期(冬季や春秋)には間歇運転処理が好適である。
Next, the operation of the oil /
The drain (liquid to be treated containing oil) discharged from the air compressor has a large drain flow rate and a low oil concentration in the drain when the absolute humidity is high (summer season). On the other hand, when the absolute humidity is low (winter and spring / autumn), the drain flow rate is small and the oil concentration in the drain is high. A continuous operation process is preferable when the absolute humidity is high (summer), and an intermittent operation process is preferable when the absolute humidity is low (winter and spring / autumn).
先ず、絶対湿度が高い時期に行う連続処理運転について説明する。準備として、バルブ52は開放状態として処理槽11の分離部81に清水または処理済の被処理液を充填し、被処理液面61が排出管51の最高位に一致したら、循環ポンプ31を運転させる。この時、バルブ22は閉止し、供給ポンプ21は停止している。バルブ36、42は開放状態としてある。
First, the continuous processing operation performed when the absolute humidity is high will be described. As a preparation, the
次に、バルブ36の開度を調節して図示しない循環ポンプ31の入口圧力を大気圧よりも低くする。循環ポンプ31の運転で清水または処理済の被処理液が分離部81から吸引され、昇圧されて配管37からノズル33に流れることによって、空気供給配管41側がさらに負圧となり、溶解用空気が空気供給配管41から流入して配管32に到る。
Next, the opening of the
循環ポンプ31では空気を分断し清水または処理済の被処理液に溶解させているが、溶解しきれない空気は大きな気泡のままで配管37を通ってノズル33に流れる。循環ポンプ31で加圧された被処理液と溶解した空気は、ノズル33から分離部81の被処理液中に吐出することで減圧され、水に溶解していた空気は微小な気泡となる。
In the
循環ポンプ31による加圧で被処理液に溶解する空気量は加圧下ではヘンリー(Henry)の法則に従ったものとなり、配管37を流れる清水または処理済の被処理液にかかる圧力及び配管37を流れる流量に比例して、溶解する空気量は多くなる。また配管37を流れる清水または処理済の被処理液の温度が低い程、溶解する空気量は多くなる。実際の運転では圧力、流量を設定値一定となるように運転する。
The amount of air dissolved in the liquid to be treated by the pressurization by the
ノズル33から分離部81の被処理液中に吐出することで減圧され、水に溶解していた空気は微小な気泡となるが、溶解できない空気は余剰気泡(大気泡)となって大気泡分離部13内に発生する。
Air that has been decompressed by being discharged from the
発生した余剰気泡(大気泡)はストレート形状の排出管14により液面61に向けて気泡同士で合体することなく連続的に上昇する。この排出管14上部と被処理液面61との上部高さの差は小さいほうが気体と液体の密度差によって生じる浮上流れが液体流量を増加し、大気泡の横方向での拡がりは小さくて、被処理液面上への盛り上がりを増加させ、油膜の無い水面を常に存在させることができる。蒸発によって気化熱が増加し、被処理液の温度上昇を抑制することができる。
The generated surplus bubbles (large bubbles) continuously rise toward the
排出管14の具体的な形状は重力が作用する反対の方向またはそれにほぼ近く、ほぼ真っ直ぐなものとすれば、気泡同士の合体は抑制することができる。また、被処理液面61と排出管14の開孔での高さの差は排出管14の内径以内であれば、即ち、該排出管の口径が該排出管における開孔の位置と被処理液の液面までの距離よりも大きいものであれば、被処理液面上への盛り上がりが大きく、油膜の無い被処理液面61が広くなり(被処理液面61の露出領域は広くなり)、冷却効果が大きい。この場合、排出管14の開孔に対する被処理液の液面の位置は、開孔から噴出して盛り上がっている部署での液面位置ではなく、水平になって上方に分離油が存在する部署での位置を云う。
If the specific shape of the
上記したように被処理液に溶解していた空気はノズル33から吐出することで減圧され気泡となって分離部81内を浮上するが、分離部81内をほぼ揃って順次浮上するような微小気泡がノズル33から吐出するように溶解する空気量をバルブ42で調節しておく。径の大きな気泡の大気泡は浮力が大きく働くから微小気泡よりも早く浮上する。
As described above, the air dissolved in the liquid to be treated is decompressed by being discharged from the
気泡の早い浮上は油水分離に寄与しないし、分離部81内での流れを乱して微小気泡と油分の接触を阻害し、分離性能を低下させかねない。大気泡の発生原因は循環ポンプ31の加圧によっても被処理液に溶解しなかった空気が存在することにあるとみることができるので、空気供給配管41から取り込む溶解用空気量をバルブ42で調節して、余分な空気ができるだけ入らないようにして、連続して大気泡が浮上しないようにしておく。
The rapid rise of bubbles does not contribute to the oil-water separation, and the flow in the
この運転状態を保ちながら、バルブ22を開放し供給ポンプ21を駆動して被処理液(ドレン)の供給系統を運転し、分離部81の外部循環系統を循環している清水または処理済の被処理液に未処理状態の被処理液(ドレン)を混合させる。すると、ノズル33から微小気泡と共にドレンが噴射され、ドレン中の油分は微小気泡に付着して浮上し、油分が被処理液(水)から分離する。分離部81における被処理液温度が低く抑えられる結果、微小気泡はゆっくり上昇し、分離性能は向上する。
While maintaining this operating state, the
分離部81の上部にある吸入部82では、配管23から供給された未処理状態の被処理液に相当する処理済の被処理液を微小気泡の上昇速度よりも遅い速度で吸込んで排出管51から排出する。
In the
循環ポンプ31出口での圧力は、所要動力を少なくすることと微小気泡の直径を小さくすることを考慮すると0.3〜0.8MPa程度が好ましい。溶解空気量が圧力に比例することを考慮すると、循環水流量は被処理液供給系統から供給された未処理状態の被処理液量の30〜100倍で、未処理状態の被処理液は循環水によって30〜100倍に希釈されるので、分離部81に供給される被処理液の油分は低濃度である。
The pressure at the outlet of the
微小気泡で油水分離処理する油水分離処理では、被処理液中の大きな径の油粒子が小さな径の油粒子よりも先に浮上分離するので、連続処理においては、径の小さな油粒子径が処理液中に残っていても処理液の濃度が目標値(例えば油分濃度5mg/L)となった状態で、連続的に排出することができ、処理能力が高い。
In the oil / water separation process, in which the oil / water separation process is performed with microbubbles, the oil particles with a large diameter in the liquid to be treated float and separate before the oil particles with a small diameter. Even if it remains in the liquid, it can be continuously discharged in a state where the concentration of the processing liquid reaches a target value (for example,
分離部81上部に、浮上油が溜まる。連続処理運転中に排出管51の途中に設けたバルブ52を一時的に閉じると、分離部81内部の被処理液面61および浮上油液面62が上昇し、浮上油液面62が遮蔽板12の高さを超えると浮上油がオーバフロー(溢流)し、浮上油受け部83へ流下する。分離部81での浮上油が減ったら、バルブ52をゆっくり開けて、排出管51から被処理液を排出して被処理液面61を下げて、連続処理を継続する。
The floating oil accumulates on the upper part of the
次に、間歇処理運転について説明する。
先ず、準備としてバルブ52は閉じた状態にして、分離部81に清水または処理済の被処理液を充満させた状態で循環ポンプ31を運転する。バルブ22は閉じてあるが、バルブ36、42は開放してあり、溶解用空気が空気供給配管41から流入する。循環ポンプ31の動力が熱となり被処理液に伝わり、分離部81における被処理液の温度を上昇させるため、被処理液の密度は小さくなる。尚、被処理液の密度を小さくするためには分離部81において被処理液の温度を上昇させるための加熱手段を配置してもよい。
Next, the intermittent processing operation will be described.
First, as a preparation, the
被処理液が予定した温度まで上昇したら、循環系統における循環ポンプ31の運転を停止し、バルブ42を閉じ、被処理液供給系統のバルブ22を開放状態にして供給ポンプ21を運転して、未処理状態の被処理液を供給する。被処理液は、配管30の経路及び配管32、37を経由しノズル33から分離部81に流入する。
When the liquid to be processed rises to a predetermined temperature, the operation of the
被処理液は分離部81内の清水または処理済の被処理液よりも温度が低く密度が大きいために分離部81の底部に溜って行き、密度が小さい処理済の油分濃度の低い被処理液は分離部81の上部に押し上げられた形となって、吸入部82から排出管51とバルブ52を経由して排出される。例えば、仕切板15上端から分離部81の底部までにおける容積が40L,清水または処理済の被処理液温度が320K,未処理状態の被処理液温度が283K,未処理状態の被処理液の供給を20L/hで行うと、処理済の被処理液のみを30L以上排出可能である。
Since the liquid to be processed has a lower temperature and a higher density than the fresh water or the processed liquid to be processed in the
処理済の被処理液のみの排出が済んだら、バルブ22とバルブ52を閉状態にして未処理状態の被処理液の供給を止めて、循環ポンプ31による槽外循環を実施する。
When only the processed liquid to be processed is discharged, the
循環ポンプ31による加圧で、被処理液に溶解する空気量は加圧下ではヘンリー(Henry)の法則に従ったものとなり、配管37を流れる清水または処理済の被処理液にかかる圧力及び配管37を流れる流量に比例して、溶解する空気量は多くなる。また配管37を流れる清水または処理済の被処理液の温度が低い程、溶解する空気量は多くなる。実際の運転では圧力、流量を設定値一定となるように運転する。
The amount of air dissolved in the liquid to be processed by the pressurization by the
バルブ52は閉止してあり、分離部81の被処理液中に微小気泡が存在することになり、被処理液面61は排出管51の最高位置よりも高くなる。この状態で分離部81内部の被処理液面61上側に浮上油が溜まるが、浮上油液面62よりも遮蔽板12の上端位置を高くしてあり、被処理液の循環中に浮上油が浮上油受け部83へ遮蔽板12からオーバフローすることはない。
The
槽外循環中に分離部81下方の油分は微小気泡によって上昇し、油水分離する。浮上油分離法では油分が高濃度であるほど分離性能は良いので、中間濃度以下までは高速に分離できる。
During the circulation outside the tank, the oil content below the
低濃度域は連続処理に近い分離性能を有する。本発明者らの観察によれば、槽外循環の前半50%の時間で未処理状態の被処理液の油分濃度は中間濃度以下の1/5程度に低下し、後半50%の時間で中間濃度以下の油分濃度からさらにその1/5程度の低濃度(連続処理での目標濃度)に低下することを確認している。前後半で低減する比率は同程度であるが、絶対値でみれば前半に大半の油分が分離されていることになる。 The low concentration region has separation performance close to continuous processing. According to the observation by the present inventors, the oil concentration of the liquid to be treated in the untreated state decreases to about 1/5 of the intermediate concentration or less in the first half 50% of the circulation outside the tank, and intermediate in the second half 50% of the time. It has been confirmed that the oil concentration is lower than the concentration, and further reduced to a low concentration of about 1/5 (the target concentration in the continuous treatment). The ratio of reduction in the first half is about the same, but in terms of absolute value, most of the oil is separated in the first half.
分離部81における被処理液が目標とする濃度に低下したら、循環ポンプ31を停止し、バルブ42を閉じて、バルブ22とバルブ52を開放させ、供給ポンプ21を運転して未処理状態の被処理液を分離部81の底部から供給する。この期間中に分離部81上部の処理済の被処理液は、新たに供給した未処理状態の被処理液と同量だけ排出管51から流出する。
When the liquid to be processed in the
以上説明した被処理液の供給と循環のために供給ポンプ21、循環ポンプ31の運転と停止を交互に繰り返し、浮上油液面62と被処理液面61との差が大きくなったら、即ち、分離部81上部に浮上油が溜まったら、供給ポンプ21の運転中に排出管51のバルブ52を閉止状態にし、被処理液面61が遮蔽板12と同一高さになることによって浮上油を遮蔽板12の上端からオーバフローさせ、浮上油受け部83へ排出させる。
When the
通常のスクリュー型空気圧縮機では一週間の連続運転により浮上油が約1mm溜まるので、浮上油の排出は一週間に1回程度の頻度で行えば良い。この排出時期は運転時間で決定するだけでなく、浮上油量、浮上油厚さを測定することによっても決定できる。 In a normal screw-type air compressor, about 1 mm of floating oil is accumulated by continuous operation for one week, and therefore, the floating oil may be discharged about once a week. This discharge time can be determined not only by the operation time but also by measuring the amount of floating oil and the thickness of the floating oil.
この間歇処理では、分離部81内に清水または処理済の被処理液液と約50%の未処理状態にある被処理液を混合して油水分離処理し、油分は高濃度から低濃度まで短時間で下げることになる。
In this intermittent treatment, clean water or a treated liquid to be treated and a liquid to be treated of about 50% in an untreated state are mixed in the
前述したように、夏季に相当する大気中の水分量が多い時期にはドレン流量が多く、油分濃度は低い。冬季に相当する大気中の水分量が少ない時にはドレン流量が少なく、油分濃度は高い。そこで前記2つの運転方法の特徴を生かして、ドレン流量が多く油分濃度が低い場合には連続処理を行い、ドレン流量が少なく油分濃度が高い場合には間歇運転を行うことにより、小型で高速処理可能な油水分離装置を構成できる。 As described above, the drain flow rate is high and the oil concentration is low when the amount of moisture in the atmosphere corresponding to summer is high. When the amount of water in the atmosphere corresponding to winter is small, the drain flow rate is small and the oil concentration is high. Therefore, taking advantage of the features of the above two operation methods, it is possible to perform continuous processing when the drain flow rate is high and the oil concentration is low, and by performing intermittent operation when the drain flow rate is low and the oil concentration is high, small and high speed processing is possible. A possible oil / water separator can be constructed.
間歇処理運転は、槽外循環期間と被処理液供給期間の長さを異ならせた複数のパターンを用意して、中間濃度域の余裕を広くすることが可能である。また、間歇処理運転のみで装置を構成することもできる。 In the intermittent treatment operation, it is possible to prepare a plurality of patterns with different lengths of the circulation period outside the tank and the liquid supply period to be treated to widen the margin of the intermediate concentration range. In addition, the apparatus can be configured only by the intermittent processing operation.
これらの運転パターン選択にはドレン流量または油分濃度の情報が必要である。油分濃度は短時間で計測する方法が無いので、運転パターン選択にはドレン流量の情報を用いる。ドレン流量は、大気中の水分量,空気圧縮機の吐出空気圧力,空気冷却器の出口温度,凝縮水補集効率などから計算できる。従って、大気温度と大気湿度を計測すれば良い。一方、通常は空気圧縮機からのドレンを溜めるタンクを設けてあり、この中に液面計を取付け、液面の変化からドレン流量を算出しても良い。また、大気温度のみを測定して、大気湿度100%としたドレン最大流量を計算し、この値を制御に用いることも可能である。実際にはこれらの手法を単独もしくは組み合わせて、制御に用いる。これらのパターンや運転モードの切り替えは図示していない制御装置にシーケンスプログラムとして用意しておき、油分濃度を確認するための大気中における湿度などの上述した各項目の計測結果やカレンダーなどに基づいて適宜に切り替えるようにしておくこともできる。 Information on the drain flow rate or oil concentration is necessary for selecting these operation patterns. Since there is no method for measuring the oil concentration in a short time, information on the drain flow rate is used for selecting an operation pattern. The drain flow rate can be calculated from the amount of moisture in the atmosphere, the discharge air pressure of the air compressor, the outlet temperature of the air cooler, and the condensate collection efficiency. Accordingly, the atmospheric temperature and atmospheric humidity may be measured. On the other hand, a tank for storing drainage from the air compressor is usually provided, and a liquid level gauge may be attached therein, and the drain flow rate may be calculated from the change in the liquid level. It is also possible to measure only the atmospheric temperature, calculate the maximum drain flow rate with an atmospheric humidity of 100%, and use this value for control. Actually, these methods are used alone or in combination for the control. These patterns and operation mode switching are prepared as a sequence program in a control device (not shown), and based on the measurement results of each item described above, such as humidity in the atmosphere for checking the oil concentration, a calendar, etc. It can also be switched appropriately.
次に、図2により大気泡が処理槽内を上昇する状態について説明する。 Next, a state where large bubbles rise in the processing tank will be described with reference to FIG.
ノズル33から噴射された被処理液,大気泡(余剰空気)a.微小気泡bは、大気泡分離部13に送られる。大気泡分離部13では上昇速度の速い気泡径の大きな余剰空気(大気泡)aが被処理液の一部を伴って排出管14を通り被処理液面61に送られ、また微小気泡bと残りの被処理液は分離部81に送られる。排出管14は余剰空気(大気泡)aの上昇方向と同一の方向に排出管14の開口部を設けてあり、配管中で気泡同士が合体することを抑制した構造となっている。
Liquid to be treated and large bubbles (excess air) ejected from the nozzle 33 a. The micro bubbles b are sent to the
このような構造であるために、大気泡aと被処理液の密度差によって大気泡aが連続的に被処理液面61に送られ、これに伴って排出管14内を被処理液が継続的に浮上して、被処理液面61での盛り上がりができる。このことにより浮上油液面62の無い被処理液面61を常に露出した形で存在させることができるため、被処理液の蒸発は持続され、被処理液温度が高くなれば蒸発量が増加し、気化熱が増す効果を用いることができ、温度上昇を抑制することができる。
Due to such a structure, the large bubbles a are continuously sent to the
図3に、本発明の被処理液温度の上昇抑制結果の一例を示す。 In FIG. 3, an example of the rise suppression result of the to-be-processed liquid temperature of this invention is shown.
図3において、縦軸の液温度は分離部81における被処理液の温度、横軸は処理運転時間で、排出管14を配管中で気泡同士が合体することを抑制した直管の場合(ストレート形状)と、排出管14を従来通り余剰空気(大気泡)の上昇方向と垂直方向の配管形状を有する配管抵抗の多い場合(エルボ形状)について示したものである。
In FIG. 3, the liquid temperature on the vertical axis is the temperature of the liquid to be treated in the
いずれも液温度は高くなるほど蒸発量が多くなり、気化熱によって放熱されるので、液温度の上昇は徐々に少なくなり、一定温度で安定しているが、直管(ストレート形状)の排出管14のほうが油膜の無い被処理液面61を常に存在させることができるため、水蒸発量が多く、液温度を低く抑えることができる。
In any case, as the liquid temperature increases, the amount of evaporation increases and the heat is dissipated by the heat of vaporization. Therefore, the increase in the liquid temperature gradually decreases and is stable at a constant temperature, but the straight pipe (straight shape)
図4は、本発明の他の実施形態になる油水分離装置10の要部を示している。
FIG. 4 shows a main part of an oil /
この実施形態では、ノズル33から噴出される被処理液で、被処理液面61に向う被処理液が多くなるように、大気泡分離部13内にガイド板16を設けて、被処理液の流れを部分的に規制し、合わせて大気泡aが排出管14に誘導されるようにしている。
In this embodiment, the
図2に示した大気泡aの上昇により形成される被処理液面61に向う被処理液の流れがガイド板16により強制される被処理液の流れで被処理液面61に向う流れが恒常的に形成され、被処理液面61の露出範囲は拡がる。
The flow of the liquid to be processed toward the liquid surface to be processed 61 formed by the rise of the large bubble a shown in FIG. 2 is forced by the
図5は、本発明のさらに他の実施形態になる油水分離装置10の要部を示している。
FIG. 5 shows a main part of an oil /
この実施形態は、図1の実施形態で空気供給配管41から取り込む溶解用空気量をバルブ42で調節して余分な空気が殆ど入らないようにすることができる場合に、被処理液面61に向う被処理液が連続(継続)して形成されるようにするものである。
In this embodiment, the amount of dissolving air taken in from the
図1に示した排出管14の代わりに、分離部81内に槽底部から被処理液面61近くまで直管(配管)17を設け、途中にポンプ18を設けてある。ポンプ18は送液手段であり、モータ19で駆動するが、ポンプ18は流れを作れば良いものであるから、低速で回転するもので十分であり、モータ19の所要動力が小さいのでモータ19の作動による被処理液の加熱はごくわずかである。
Instead of the
この実施形態において、大気泡分離部13と直管17を連通させ、大気泡分離部13の大気泡aを直管17に誘導しても良い。直管17での流れが連通部から大気泡aを吸い込むため、集合化して巨大な気泡に成長するする時間的な余裕はなく、また、ポンプ18で攪拌され微小化するので、連通させても問題はない。
In this embodiment, the large
図6は、本発明の更に他の実施形態になる油水分離装置10を示している。
FIG. 6 shows an oil /
この実施形態は、連続処理運転を行う図1の実施形態で、空気供給配管41から取り込む溶解用空気量をバルブ42で調節して余分な空気が殆ど入らないようにすることができる場合に、配管23から供給される未処理状態の被処理液の一部を配管23から分岐させた配管24からバルブ25を経て配管26により被処理液面61に向けて誘導し噴出させるようにしてある。
This embodiment is the embodiment of FIG. 1 in which continuous processing operation is performed, and when the amount of dissolving air taken in from the
供給ポンプ21の連続運転に伴い、被処理液面61に向けて継続して配管26を流れる未処理状態の被処理液の流量はバルブ25の開度調整で決め、未処理状態の被処理液は供給ポンプ21の加圧力で被処理液面61に噴出する。
Along with the continuous operation of the
配管26の先端開孔から継続(連続)して噴出する未処理状態の被処理液は浮上油を押し除けて被処理液面61を露出させ、分離槽11内の被処理液蒸発を促進させて、高温化を防ぐ。
The untreated liquid to be treated that is continuously (continuously) ejected from the opening of the
配管26の先端開孔から噴出する未処理状態の被処理液は分離槽11内の被処理液よりも低温であるために、分離槽11内の被処理液を冷却し、また、分離槽11内での対流に乗って槽底部に下降し、油水分離に供される。
Since the untreated liquid to be treated ejected from the opening at the tip of the
配管26の先端開孔から噴出する未処理状態の被処理液は浮上油を押し除ければ良いので、多量の被処理液を噴出させる必要はない。
Since the untreated liquid to be treated ejected from the opening at the tip of the
この実施形態においても大気泡分離部13と配管26を連通させ、大気泡分離部13の大気泡aを配管17に誘導しても良い。直管17での流れが連通部から大気泡aを吸い込むため、集合化して巨大な気泡に成長するする時間的な余裕はなく、連通させても問題はない。
Also in this embodiment, the large
なお、図示は省略するが、図5や図6の配管17,26などを用いる実施形態は、被処理液を貯留した処理槽に設けた電極で被処理液を電気分解することにより気泡を発生させる油水分離装置においても適用できる。
In addition, although illustration is abbreviate | omitted, embodiment which uses the
10…油水分離装置
11…処理槽
12…遮蔽板
13…大気泡分離部
14…排出管
21…供給ポンプ
22、36、42、52…バルブ
23、30、32、37、41、51…配管
31…循環ポンプ
33…ノズル
61…被処理液面
62…浮上油液面
81…分離部
10 ... oil-
12 ... Shield plate
13 ... Large bubble separation part
14 ... discharge pipe
21 ... Supply pump
22, 36, 42, 52 ... valve
23, 30, 32, 37, 41, 51 ... piping
31 ... circulation pump
33 ... Nozzle
61 ... Liquid surface to be treated
62 ... Floating oil level
81. Separation part
Claims (8)
被処理液の液面に向けて被処理液の流れを継続的に設けて被処理液の液面を常時露出させ、露出した被処理液面での水分蒸発により処理槽における被処理液の温度上昇を阻止するようにしたことを特徴とする油水分離方法。 In the oil-water separation method of floating the oil contained in the liquid to be treated together with the bubbles by supplying microbubbles into the liquid to be treated containing the oil stored in the treatment tank, and separating the liquid to be treated into water and oil.
The flow of the liquid to be treated is continuously provided toward the liquid surface of the liquid to be treated so that the liquid surface of the liquid to be treated is always exposed, and the temperature of the liquid to be treated in the treatment tank is caused by water evaporation on the exposed liquid surface to be treated. An oil-water separation method characterized by preventing the rise.
空気供給手段で空気を溶解させた被処理液を噴射するノズルを処理槽の下部に設け、該ノズルは噴射し被処理液から発生する大気泡を微小気泡と分離して該微小気泡を処理槽に貯留した被処理液中に供給する大気泡分離部を備え、該大気泡分離部に分離した大気泡を該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に誘導し被処理液の液面に向けて継続した被処理液の流れを形成して前記液面を常時露出させるストレート形状の排出管を設けたことを特徴とする油水分離装置。 In the oil / water separator for separating the water and the oil component by floating the oil contained in the liquid to be treated by supplying microbubbles into the liquid to be treated stored in the treatment tank,
A nozzle for injecting a liquid to be processed in which air is dissolved by an air supply means is provided in the lower part of the processing tank, and the nozzle injects large bubbles generated from the liquid to be processed from the microbubbles to remove the microbubbles from the processing tank. A large bubble separation unit that supplies the liquid to be treated stored in the liquid tank, and guides the large bubbles separated by the large bubble separation unit to the vicinity of the liquid surface of the liquid to be treated stored in the treatment tank. An oil-water separator having a straight discharge pipe that continuously forms the flow of the liquid to be treated and exposes the liquid surface at all times .
該処理槽に貯留した被処理液を槽底部から液面近傍に誘導する直管を設け、該直管に送液手段を設けて被処理液の液面に向けて継続した被処理液の流れを形成して前記液面を常時露出させることを特徴とする油水分離装置。 In the oil / water separator for separating the water and the oil component by floating the oil contained in the liquid to be treated by supplying microbubbles into the liquid to be treated stored in the treatment tank,
A straight tube to induce the liquid to be treated which is stored in the processing tank to the liquid surface near the Sosoko portion provided, the flow of the liquid to be treated was continued toward the liquid surface of the liquid to be treated by providing a liquid feed means to said straight pipe And the liquid level is always exposed to form an oil-water separator.
空気供給手段で空気を溶解させた被処理液を噴射するノズルを処理槽の下部に設け、
処理槽に被処理液を連続して供給するポンプを設け、該供給ポンプで処理槽に供給する被処理液の一部を該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に誘導する配管を設け、該被処理液の液面に向けて継続した被処理液の流れを形成して前記液面を常時露出させることを特徴とする油水分離装置。 In the oil / water separator for separating the water and the oil component by floating the oil contained in the liquid to be treated by supplying microbubbles into the liquid to be treated stored in the treatment tank,
A nozzle for injecting a liquid to be treated in which air is dissolved by an air supply means is provided at the bottom of the treatment tank,
A pump for continuously supplying the liquid to be processed to the processing tank is provided, and a pipe for guiding a part of the liquid to be processed to be supplied to the processing tank by the supply pump to the vicinity of the liquid surface of the liquid to be processed stored in the processing tank. An oil / water separator, characterized in that the liquid surface is always exposed by forming a continuous flow of the liquid to be treated toward the liquid surface of the liquid to be treated.
処理槽に貯留した被処理液を電気分解する電極を設け、
処理槽に被処理液を連続して供給するポンプを設け、該供給ポンプで処理槽に供給する被処理液の一部を該処理槽に貯留した被処理液の液面近傍に誘導する配管を設け、該被処理液の液面に向けて継続した被処理液の流れを形成して前記液面を常時露出させることを特徴とする油水分離装置。 In the oil / water separator for separating the water and the oil component by floating the oil contained in the liquid to be treated by supplying microbubbles into the liquid to be treated stored in the treatment tank,
An electrode for electrolyzing the liquid to be treated stored in the treatment tank is provided,
A pump for continuously supplying the liquid to be processed to the processing tank is provided, and a pipe for guiding a part of the liquid to be processed to be supplied to the processing tank by the supply pump to the vicinity of the liquid surface of the liquid to be processed stored in the processing tank. An oil / water separator, characterized in that the liquid surface is always exposed by forming a continuous flow of the liquid to be treated toward the liquid surface of the liquid to be treated.
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