JP5212606B2 - 油水系エマルジョン液の油分除去方法およびそのための油分除去剤 - Google Patents
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Description
例えば、(1)の燃焼炉で消却処理する方法では、焼却炉などの設備が必要な他、燃焼ガスの処理設備など、設備が大型かつ重量の大きな物になり、小型の船舶などへ搭載することが難しい問題がある。
(2)の蒸発濃縮する方法では、濃縮装置などの設備、濃縮に要する多大なエネルギーが必要となり、さらに濃縮後の廃油処理が別途必要となる問題がある。
(3)の電気分解処理する方法では、電気分解装置などの設備、大量の電力が必要となり、さらに分離した油分の処理が別途必要となる問題がある。
(4)の加熱処理する方法では、加熱に多大なエネルギーを必要とする他、油水が分離するのに時間がかかり、さらに分離後の廃油の処理が別途必要となる問題がある。
(5)の濾過する方法では、高濃度のエマルジョン液の処理が難しい他、さらに分離後の廃油の処理が別途必要となる問題がある。
(6)の貝殻を使用する方法では、分離後の廃油処理が別途必要となる問題がある。
(7)のpH調整とラムノリピッドを使用する方法では、ラムノリピッドを含有しないエマルジョン液の場合は、ラムノリピッドを改めて添加する必要がある他、さらに分離後の廃油の処理が別途必要となる問題がある。
(8)のある種の微生物を使用する方法では、ある種の微生物をあらかじめ培養する必要がある。また、培養後の微生物を保存する場合には、腐敗防止処置が必要な他、分離後の廃油の処理が別途必要となる問題がある。
(9)の微生物が産生する新規高分子物質を使用する方法では、当該微生物を培養し、産生する新規高分子物質を調製する必要がある他、分離後の廃油の処理が別途必要となるであること等の問題がある。
(10)のタンニン酸を使用する方法では、分離後の廃油の処理が別途必要であること等の問題がある。
(1)油水系エマルジョン液中の油分を分離除去する方法において、油水系エマルジョン液に脂質を付着させた乾燥菌体と、硫酸アルミニウム、高分子凝集剤の何れか一つ以上を加え、酸性条件下で攪拌混合した後、該混合液中に含まれる不溶物を固液分離することによって油分の除去を行うことを特徴とする、油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(2)脂質を付着させた乾燥菌体が、脱脂した菌体に脂質を付着させ乾燥させたものである、(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(3)脂質が、脱脂した菌体自身より抽出された脂質である、(2)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(4)pH1〜5の酸性条件下で攪拌混合する、(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(5)脂質を付着させた乾燥菌体を、油水系エマルジョン液中の油分重量に対して1〜25倍量加える、(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(6)硫酸アルミニウムを、油水系エマルジョン液に対して0.01〜10重量%加える、(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(7)高分子凝集剤を、油水系エマルジョン液に対して1〜500ppm加える、(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(8)高分子凝集剤の平均粒子径が10〜100μmである、(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(9)高分子凝集剤がカチオン系高分子凝集剤である、(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(10)カチオン系高分子凝集剤がジメチルアミノエチルメタアクリレート系またはジメチルアミノエチルアクリレート系である、(9)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
(11)(1)に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法に用いる、脂質を付着させた乾燥菌体と、硫酸アルミニウム、高分子凝集剤の何れか一つ以上を含む油分除去剤。
(12)硫酸アルミニウムを1〜50重量%含む、(11)に記載の油分除去剤。
(13)高分子凝集剤を0.05〜10重量%含む、(11)に記載の油分除去剤。
このようにして調製した脂質を付着させた乾燥菌体の添加量は、油水エマルジョン液中の油分重量に対して、1〜25倍量添加することが望ましく、さらには、1.5〜10倍量添加することがより望ましい。1倍量を下回ると十分な油分除去効果が得られず、25倍量を上回る場合は単に発生スラッジ量が過大になるだけで不経済である。
硫酸アルミニウムを使用する場合は、油水系エマルジョン液に対して、0.01〜10重量%、好ましくは0.05〜5重量%添加することが望ましい。添加量が0.01重量%を下回る場合は、十分な油水分離状態が得られず、10重量%を上回る場合は生成フロックの凝集状態や沈降状態等がかえって悪くなるので好ましくない。
なお、一般的に高分子凝集剤は吸湿性が高い物が多いため、互いに付着して大粒径となり用事に溶解しにくくなる場合があるので、密閉系で粉砕できる高速カッターミルや、乾燥空気下で使用できるピンミル、ジェットミルなどを用いて微粉砕しておくことが好ましい。例えば、アロンフロックC−508を使用した場合は、粉砕後の平均粒径が、10〜100μmで良好な結果が得られる。
油分分離性と油水系エマルジョン液のpHとの関係
油分の分離除去効果に対する油水系エマルジョン液のpHの影響を検討した。
1.A重油エマルジョン液の調製
ファイバーミキサー(MX−X103、松下電器産業製)に純水500gと界面活性剤(ヤシノミ洗剤レギュラー、サラヤ製)0.5gを添加し5秒間撹拌した。次いで、これにA重油1.0gを添加し、さらに60秒間撹拌してA重油エマルジョン液(pH6.0)を調製した。A重油エマルジョン液は、試験毎にその都度60秒間再攪拌し、直ちに使用した。なお、サラヤ製のヤシノミ洗剤レギュラーの内容物は、界面活性剤(アニオン系界面活性剤のアルキルエーテル硫酸エステルナトリウムとノニオン系界面活性剤の脂肪酸アルカノールアミドの混合物)16%を含むものである。
2.脂質を付着させた乾燥菌体の調製
培養バクテリア(シュードモナス フルオレッセンス)の乾燥菌体10gに、メタノール、アセトンおよび水(重量組成比100:10:10)からなる脱脂用溶媒50gを添加し、50℃で1時間振盪抽出した。この抽出処理液を、浴温80℃、減圧下にて、ロータリーエバポレーターを用いて3時間乾燥させた。得られた乾燥固形物を乳鉢で粉砕し、脱脂した菌体に脂質を付着させた粉末状の乾燥菌体(以下、A吸着剤という)を調製した。
3.A重油エマルジョン液のpHと油分分離性との関係
上記1のようにして調製したA重油エマルジョン液のpHを、硫酸および水酸化ナトリウムを用いて調整し、pHと油水分離性との関係を検討した。油分吸着剤として、上記2のようにして得られたA吸着剤を、pH調整したA重油エマルジョン液へ1重量%となるように添加し攪拌混合後静置し、油水分離状態と油膜形成状態を観察した。なお、油水分離状態とはエマルジョン液における油と水の分離状態の程度、油膜形成状態とはエマルジョン液の上層表面に形成された油膜量の程度をいう。
A重油エマルジョン液はpH5で油水分離を始め、液面上に多量の油膜を形成したが、この状態でA吸着剤を1重量%添加することで、油膜の発生を完全に防止できた。結果を表1に示す。
油分分離性とA吸着剤の添加量との関係
実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液のpHを、硫酸でpH4に調整した後、A吸着剤を、添加量を変えて加え、油水分離状態と油膜形成状態の変化を観察した。
A吸着剤0.3重量%以上の添加で、分離した油分は不溶性浮遊物状のA吸着剤に吸着され、油膜形成は認められなくなった。結果を表2に示す。
油分分離性に対する硫酸アルミニウムの添加効果
実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液に、硫酸アルミニウムの粉末(関東化学製特級試薬14〜18水塩)を添加量を変えて加え、油水分離状態と油膜形成状態との関係を観察した。また、硫酸アルミニウムの粉末と同時にA吸着剤を1重量%添加し、両者併用下での油水分離状態と油膜形成状態との関係を観察した。
硫酸アルミニウムの粉末を単独使用した場合は、0.01重量%添加で油水分離と油膜形成が起こり始め、0.05重量%添加で完全な油水分離と油膜形成を示した。また、硫酸アルミニウムの粉末に加えてA吸着剤を1重量%添加することで、油膜形成を完全に防止できた。なお、硫酸アルミニウムの粉末に換えて、相当量の硫酸アルミニウム水溶液を使用した場合も同等の油水分離と油膜形成の防止効果が認められた。結果を表3に示す。
油分分離性に対する高分子凝集剤の添加効果
実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液に、硫酸アルミニウムの粉末を0.15重量%、A吸着剤を1重量%添加した。この条件で、A重油エマルジョン液の油水分離状態および油膜形成状態は何れも◎であった。
次いで、このA重油エマルジョン液を用いて、その中に含まれる不溶性浮遊物に対する凝集効果を検討するため、各種の高分子凝集剤等についてその添加効果を調べた。添加方法は、前記A重油エマルジョン液に対して500ppm濃度の水溶液を9:1の容量比で添加攪拌後静置し、油水分離状態、油膜形成状態、凝集状態、沈降状態および沈降速度との関係を観察した。なお、凝集状態とは不溶性浮遊物のフロック化の程度、沈降状態とは生成沈降したフロックの締まり具合の程度、沈降速度とは生成したフロックの沈降速度の程度を示す。
油水分離状態、油膜形成状態および不溶性浮遊物の凝集状態については、高分子凝集剤の種類によって大きな差は認められなかったが、生成したフロックの沈降速度の面でカチオン系高分子凝集剤が勝っており、総合評価としてカチオン系高分子凝集剤が他に比較して大変優れていた。結果を表4に示す。
油分分離性と高分子凝集剤の添加量との関係
実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液に、硫酸アルミニウムの粉末を0.15重量%、A吸着剤を1重量%添加し攪拌混合後静置した。この状態で、油水分離状態、油膜形成状態は共に◎であった。次いで、これに高分子凝集剤アロンフロックC−508の水溶液を添加し再度攪拌混合後静置し、高分子凝集剤の添加量と、油水分離状態、油膜形成状態、凝集状態、沈降状態および沈降速度との関係を調べた。
高分子凝集剤アロンフロックC−508を1ppm添加した段階から凝集沈殿が起こり始め、5ppm以上の添加で良好に凝集沈殿した。なお、油水分離状態および油膜形成状態については何れの試験区でも良好であり、高分子凝集剤の添加によって損なわれることはなかった。結果を表5に示す。
油水分離性と高分子凝集剤の粒径との関係
A吸着剤を85重量%、硫酸アルミニウムの粉末を14.5重量%、種々の細かさに粉砕した高分子凝集剤アロンフロックC−508(大阪ケミカル製ワンダーブレンダーWB−1使用)を0.5重量%の比率で混合した粉体状の油分除去用組成物を調製し、これを、実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液に1重量%添加し、攪拌混合後静置し、油水分離状態、油膜形成状態、凝集状態、沈降状態および沈降速度との関係を調べた。
平均粒子径が500μm以下の高分子凝集剤アロンフロックC−508の粉末を用いた場合から油水分離状態、油膜形成状態に加えて凝集状態、沈降状態および沈降速度が改善される傾向が認められ、平均粒子径が100μm以下の段階から、何れの項目とも良好で安定した成績を示した。表6に結果を示す。
油分分離性と高分子凝集剤の粉砕方法との関係
高分子凝集剤は吸湿性が高いため、粉砕方法によって油水分離性に差が生じる可能性が想定されることから、粉砕機として大阪ケミカル製のワンダーブレンダーWB−1を用い、高分子凝集剤アロンフロックC−508を単独で粉砕した後、硫酸アルミニウムの粉末とA吸着剤を加え混合した物、硫酸アルミニウムの粉末を145重量部、高分子凝集剤アロンフロックC−508を5重量部の比率で混合し粉砕した後、A吸着剤を加えた物を調製して、比較試験を行った。
粉砕された高分子凝集剤アロンフロックC−508の平均粒径は100μmと102μmとほぼ一致していた。また、油水分離状態、油膜形成状態、凝集状態、沈降状態および沈降速度ともに差は認められなかった。結果を表7に示す。
油分分離性とA重油エマルジョン液の界面活性剤との関係
A重油エマルジョン液を調製する際に使用した界面活性剤を替えた以外は実施例1と同様にしてA重油エマルジョン液を調製し、これに実施例7と同様にして調製した硫酸アルミニウムと混合粉砕した物を添加し混合攪拌後静置し比較試験を行った。なお、界面活性剤はヤシノミ洗剤レギュラーに換えて、カデナックスGS−90、サンノールLMT−1430、アーカードT−28(何れもライオン製)を用いた。結果を表8に示す。
油分分離性と油水エマルジョン液の油種との関係
A重油以外の油分からなる油水系エマルジョン液に対する油分除去効果を確認するため、油分としてC重油、大豆油、ゴマ油、ラードおよびヘットを用いた以外は実施例1と同様にして油水系エマルジョン液を調製した。なお、その際、ラードは50℃に、ヘットは70℃に加温し油状にした後に添加し使用した。このようにして調製した異なる種類の油分からなる油水系エマルジョン液に、実施例7と同様にして調製した、硫酸アルミニウムの粉末が145重量部、高分子凝集剤アロンフロックC−508が5重量部からなり平均粒径100μmに粉砕された混合物を使用した油分除去剤を用いて比較試験を行った。
油の種類によらず、同等の油分除去効果が認められ、本発明の油分除去方法および油分除去剤が有効に働くことが確認された。結果を表9に示す。
油分分離性とA吸着剤添加量との関係
実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液に、実施例7と同様にして粉砕調製した硫酸アルミニウムの粉末と高分子凝集剤アロンフロックC−508の粉末からなる油分除去用組成物を、硫酸アルミニウムとして0.2重量%相当量、高分子凝集剤として50ppm相当量加えた。そこに、A吸着剤を、添加量を変えて加え、攪拌混合後静置し、油水分離状態、油膜形成状態、凝集状態、沈降状態および沈降速度との関係を調べた。
A吸着剤0.02重量%以上の添加で油膜形成状態についても改善効果が認められ、0.1重量%以上の添加で何れの項目とも良好な成績を示すようになった。なお、A吸着剤を20重量%添加した条件では沈殿物の量が大量となり、過剰添加であることが知られた。結果を表10に示す。
油分分離性と硫酸アルミニウム添加量との関係
実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液に、A吸着剤を1重量%、実施例7と同様にして単独粉砕した高分子凝集剤アロンフロックC−508を50ppm、および硫酸アルミニウムの粉末を添加量を変えて添加し、攪拌混合後静置し、油水分離状態、油膜形成状態、凝集状態、沈降状態および沈降速度との関係を調べた。
硫酸アルミニウムの粉末0.01重量%以上の添加で、何れの項目も良好な成績を示した。なお、硫酸アルミニウムの粉末を10%添加した条件では凝集状態、沈殿状態および沈降速度が若干悪くなり、過剰添加であることが知られた。
油分分離性と高分子凝集剤添加量との関係
実施例1と同様にして調製したA重油エマルジョン液に、A吸着剤を1重量%、硫酸アルミニウムの粉末を0.2重量%、および実施例7と同様にして単独粉砕した高分子凝集剤アロンフロックC−508を添加量を変えて加え、攪拌混合後静置し、油水分離状態、油膜形成状態、凝集状態、沈降状態および沈降速度との関係を調べた。
高分子凝集剤添加量0.1ppmから凝集状態、沈降状態および沈降速度の改善傾向が認められ、1ppm以上の添加で全ての項目が良好な成績を示すようになった。なお、高分子凝集剤アロンフロックC−508を1000ppm添加した条件では沈殿状態および沈降速度が不良となり、過剰添加であることが知られた。結果を表12に示す。
Claims (13)
- 油水系エマルジョン液中の油分を分離除去する方法において、油水系エマルジョン液にりん脂質を付着させた乾燥菌体と、硫酸アルミニウム、高分子凝集剤の何れか一つ以上を加え、酸性条件下で攪拌混合した後、該混合液中に含まれる不溶物を固液分離することによって油分の除去を行うことを特徴とする、油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- りん脂質を付着させた乾燥菌体が、脱脂した菌体にりん脂質を付着させ乾燥させたものである、請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- りん脂質が、脱脂した菌体自身より抽出されたりん脂質である、請求項2に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- pH1〜5の酸性条件下で攪拌混合する、請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- りん脂質を付着させた乾燥菌体を、油水系エマルジョン液中の油分重量に対して1〜25倍量加える、請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- 硫酸アルミニウムを、油水系エマルジョン液に対して0.01〜10重量%加える、請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- 高分子凝集剤を、油水系エマルジョン液に対して1〜500ppm加える、請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- 高分子凝集剤の平均粒子径が10〜100μmである、請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- 高分子凝集剤がカチオン系高分子凝集剤である、請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- カチオン系高分子凝集剤がジメチルアミノエチルメタアクリレート系またはジメチルアミノエチルアクリレート系である、請求項9に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法。
- 請求項1に記載の油水系エマルジョン液からの油分除去方法に用いる、りん脂質を付着させた乾燥菌体と、硫酸アルミニウム、高分子凝集剤の何れか一つ以上を含む油分除去剤。
- 硫酸アルミニウムを1〜50重量%含む、請求項11に記載の油分除去剤。
- 高分子凝集剤を0.05〜10重量%含む、請求項11に記載の油分除去剤。
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