JP7272838B2 - 含油排水処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、含油排水処理システム及び含油排水処理方法に関する。

石油随伴水は、原油とともに採掘される地下水であり、油分や重金属等が含まれている。石油随伴水は廃棄物であり、石油随伴水を適切に処理することが求められている。

石油随伴水のような含油排水を処理する方法として、例えば、特許文献１には、高分子凝集剤を用いて含油排水中の油分を凝集して油分と水分とに分離する方法が提案されている。特許文献２には、ポリ塩化アルミニウム（ＰＡＣ）等の無機凝集剤を添加して含油排水中の油分をフロック化して除去する方法が提案されている。特許文献２の方法では、フロック化した油分スカムを浮上させて油水分離を行っている。

特許第３９７３５７０号公報 特許第５８３１７３６号公報

ＰＡＣ等の凝集剤を用いて含油排水を処理する場合、油分スカムの生成を最小限にすることが求められる。
しかしながら、高濃度で油分が含まれる含油排水に対しては、凝集剤の添加量を多くせざるを得ず、油分スカムが多量に生成する。その結果、多量の油分スカムを廃棄するため、処理コストがかかり、さらに環境負荷がかかる。

そこで、本発明は、凝集剤の添加量を低減できる含油排水処理システム及び含油排水処理方法を目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の態様を有する。
［１］油分を含む含油排水を吸着剤に接触させ、前記油分を前記吸着剤に吸着させる吸着部を有する吸着装置と、前記含油排水から、前記油分を吸着した吸着済剤を分離する分離装置と、分離した前記吸着済剤を賦活化する賦活化装置と、を有する、含油排水処理システム。
［２］前記吸着部は、前記含油排水と前記吸着剤とを混合する吸着槽である、［１］に記載の含油排水処理システム。
［３］前記吸着装置が、前記吸着槽の内部を加熱する加熱部を有する、［２］に記載の含油排水処理システム。
［４］前記分離装置が、水槽と、前記水槽に気泡を供給する気泡発生器とを有する、［１］～［３］のいずれか一項に記載の含油排水処理システム。
［５］前記賦活化装置で賦活化された吸着剤を前記吸着装置に供給する供給手段を有する、［１］～［４］のいずれか一項に記載の含油排水処理システム。
［６］前記吸着装置は、前記含油排水と凝集剤とを混合し、前記油分の一部を除去する凝集部をさらに有し、前記凝集部で処理した前記含油排水を前記吸着部で処理する、［１］～［５］のいずれか一項に記載の含油排水処理システム。

［７］油分を含む含油排水を吸着剤に接触させ、前記油分を前記吸着剤に吸着させる吸着操作を有する吸着工程と、前記含油排水から、前記油分を吸着した吸着済剤を分離する分離工程と、分離した前記吸着済剤を賦活化する賦活化工程と、を有する、含油排水処理方法。
［８］前記吸着操作は、前記含油排水と前記吸着剤とを混合する、［７］に記載の含油排水処理方法。
［９］前記吸着操作は、前記含油排水を加熱しつつ、前記油分を前記吸着剤に吸着させる、［７］又は［８］に記載の含油排水処理方法。
［１０］前記賦活化工程で発生する排熱で前記含油排水を加熱する、［９］に記載の含油排水処理方法。
［１１］前記分離工程が、前記吸着済剤を含む前記含油排水に気泡を供給する浮上操作を有する、［７］～［１０］のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。
［１２］前記賦活化工程で賦活化された吸着剤を前記吸着工程で用いる、［７］～［１１］のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。
［１３］前記吸着工程は、前記含油排水と凝集剤とを混合し、前記油分の一部を除去する凝集操作をさらに有し、前記凝集操作で処理した前記含油排水を前記吸着操作で処理する、［７］～［１２］のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。
［１４］前記賦活化工程で発生する排熱を前記凝集操作で用いる、［１３］に記載の含油排水処理方法。
［１５］前記吸着剤が活性炭である、［７］～［１４］のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。
［１６］前記含油排水が石油随伴水である、［７］～［１５］のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。

本発明の含油排水処理システム及び含油排水処理方法によれば、凝集剤の添加量を低減できる。

本発明の第一実施形態に係る含油排水処理システムの模式図である。 本発明の第二実施形態に係る含油排水処理システムの模式図である。 凝集剤の添加濃度を変化させた場合の含油排水処理水の油分濃度を示すグラフである。 含油排水を凝集剤と吸着剤とを用いて処理した場合の含油排水処理水の油分濃度を示すグラフである。 含油排水を吸着剤で処理した場合の含油排水処理水の油分濃度を示すグラフである。 含油排水に増粘剤を添加した場合の粘度を示すグラフである。

［第一実施形態］
＜含油排水処理システム＞
本発明の含油排水処理システムは、吸着装置と、分離装置と、賦活化装置とを有する。
以下に、本発明の第一実施形態に係る含油排水処理システムについて、図１に基づき詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の含油排水処理システム１は、原水貯留装置１０と、吸着装置２０と、分離装置３０と、賦活化装置４０と、水処理装置６０と、処理済水貯留装置７０と、配管Ｌ１～Ｌ８とを有する。
吸着装置２０は、吸着槽２２と、加熱部２４と、吸着剤供給部２６とを有する。
分離装置３０は、水槽３２と、気泡発生器３４とを有する。

原水貯留装置１０と吸着装置２０とは、配管Ｌ１によって接続されている。吸着装置２０と分離装置３０とは、配管Ｌ２によって接続されている。分離装置３０と賦活化装置４０とは、配管Ｌ３によって接続されている。分離装置３０と水処理装置６０とは、配管Ｌ４で接続されている。水処理装置６０と処理済水貯留装置７０とは、配管Ｌ５で接続されている。吸着剤供給部２６と吸着槽２２とは、配管Ｌ６で接続されている。賦活化装置４０と吸着槽２２とは、配管Ｌ７で接続されている。賦活化装置４０と加熱部２４とは、配管Ｌ８で接続されている。

原水貯留装置１０は、原水となる含油排水を貯留する装置である。
原水貯留装置１０としては、含油排水を貯留できればよく、石油生産施設の配管の一部や含油排水を一時貯留することができるタンクや、含油排水を積載する車両等が挙げられる。

吸着装置２０は、含油排水を吸着剤に接触させ、含油排水中の油分を吸着剤に吸着させる吸着部を有する装置である。
吸着装置２０としては、例えば、吸着槽２２と加熱部２４と吸着剤供給部２６とを有する装置が挙げられる。
吸着槽２２としては、含油排水と吸着剤とを混合できればよく、液体を蓄えられる容器等が挙げられる。
加熱部２４としては、吸着槽２２の内部を加熱可能であればよく、例えば、高温の水蒸気を通流させるスチームヒーターや、ガスボイラー等が挙げられる。
吸着剤供給部２６は、吸着槽２２に吸着剤を供給する装置である。吸着剤供給部２６としては、例えば、貯留容器や貯留槽等が挙げられ、開閉バルブや圧送ポンプが設けられていてもよい。
吸着装置２０において、吸着槽２２は、吸着部として機能する。

分離装置３０は、含油排水から、油分スカム（凝集したフロック）と油分を吸着した吸着済剤とを分離する装置である。
分離装置３０としては、例えば、水槽３２と気泡発生器３４とを有する装置が挙げられる。分離装置３０は、重量差を利用した遠心分離機や、水槽３２の上層に浮上した油分スカムを掻き取る掻き取り機等であってもよい。
水槽３２としては、吸着槽２２と同様の容器等が挙げられる。
気泡発生器３４は、水槽３２に気泡を供給する装置である。気泡発生器３４としては、散気装置（ディフューザー）や、加圧ポンプ等が挙げられる。加圧ポンプとしては、例えば、エアターボミキサーを採用できる。

賦活化装置４０は、分離装置３０で分離した吸着済剤を賦活化する装置である。賦活化装置４０としては、吸着済剤を加熱して、油分を炭化できる装置等が挙げられる。

水処理装置６０は、含油排水から油分が除去された一次処理水（含油排水処理水ともいう）から、重金属等の成分を除去する装置である。
水処理装置６０としては、薬剤等を添加して、重金属等を分離し、除去できる浄化装置等が挙げられる。

処理済水貯留装置７０は、一次処理水を浄化した二次処理水（処理済水ともいう）を貯留できる装置である。
処理済水貯留装置７０としては、例えば、処理済水を一時貯留することができるタンクや、処理済水を積載する車両等が挙げられる。

配管Ｌ１としては、ステンレス等の金属製の配管や樹脂製の配管等が挙げられる。
配管Ｌ２～Ｌ８としては、配管Ｌ１と同様の配管が挙げられる。配管Ｌ２～Ｌ８と配管Ｌ１とは、異なっていてもよく、同じでもよい。また、配管Ｌ２～Ｌ８は、それぞれが異なっていてもよく、同じでもよい。

含油排水処理システム１は、賦活化装置４０で賦活化された吸着剤を吸着装置２０に供給する供給手段を有する。
本実施形態の供給手段は、配管Ｌ７で構成されている。供給手段には、圧送ポンプやコンプレッサーが設けられてもよい。

＜含油排水処理方法＞
本発明の含油排水処理方法は、吸着工程と、分離工程と、賦活化工程とを有する。吸着工程は、吸着操作を有する。
含油排水処理システム１を用いた含油排水処理方法について、図１に基づいて説明する。

まず、原水となる含油排水を原水貯留装置１０から配管Ｌ１を介して、吸着装置２０に供給する。
本明細書において、含油排水とは、油分を含む排水を指す。油分としては、炭素数５～４２の炭化水素が挙げられ、例えば、ノルマルヘキサン等が挙げられる。含油排水としては、例えば、石油や天然ガス等のエネルギー資源の採掘に伴って発生する石油随伴水が挙げられる。その他、含油排水としては、例えば、工場、ガソリンスタンド、厨房、家庭等から排出される食用油、鉱物油、ガソリン等を含む含油排水が挙げられる。

含油排水に含まれる油分の量は、油分の除去処理が必要になる濃度として、例えば、０．５ｍｇ／Ｌ以上の油分含有量が挙げられる。また、石油随伴水に含まれる油分の濃度としては、例えば、１０～２００ｍｇ／Ｌが挙げられる。
本実施形態の含油排水処理方法においては、含油排水に含まれる油分の濃度としては、例えば、１～１０００ｍｇ／Ｌが挙げられる。油分の濃度が上記数値範囲内であると、容易に油分を除去することが可能である。

吸着装置２０に供給された含油排水は、吸着槽２２で吸着剤と混合される。吸着剤と混合されることにより、含油排水中の油分が吸着剤に吸着する（吸着操作）。吸着操作により、吸着剤は、吸着済剤となる（以上、吸着工程）。

吸着剤としては、例えば、粒状活性炭、粉末状活性炭等の活性炭、アンスラサイト、ゼオライト、ベントナイト等、公知の吸着剤が挙げられる。吸着剤としては、より多くの油分を吸着でき、効率よく賦活化できる観点から、粉末状活性炭が好ましい。
これらの吸着剤は、吸着剤供給部２６から、配管Ｌ６を介して吸着槽２２に供給される。
また、吸着剤は、後述する再生吸着剤を供給してもよい。

吸着槽２２に供給する吸着剤の添加量としては、吸着剤を含む含油排水の総質量に対して、例えば、１～１０質量％が挙げられる。吸着剤の添加量が上記下限値以上であると、含油排水の油分濃度を充分に低減しやすい。吸着剤の添加量が上記上限値以下であると、吸着剤の過剰な添加を抑制し、環境負荷を低減しやすい。
吸着剤の添加量は、吸着剤の種類や含油排水の油分濃度に応じて調整できる。

原油採掘の際、原油の生産量を確保することを目的に、圧入水に増粘剤を混合し、粘度を上げてから地層の油層に圧入する場合がある。これにより、原油とともに増粘剤を含む石油随伴水が排水される。このため、含油排水が石油随伴水の場合、含油排水は、粘性を有する。
増粘剤としては、例えば、ポリアクリルアミド（品番ＦＰ３６３０、質量約２０００万ダルトン）等が挙げられる。

含油排水の粘度を低減する観点から、吸着操作においては、含油排水を加熱しつつ、油分を吸着剤に吸着させることが好ましい。吸着操作における含油排水の温度は、例えば、３０～６０℃が好ましく、４０～６０℃がより好ましい。含油排水の温度が上記下限値以上であると、含油排水の粘度を低減しやすい。含油排水の粘度が低減されると、含油排水を攪拌しやすく、吸着剤との接触効率を高められる。このため、より多くの油分を吸着剤に吸着させることができ、含油排水の油分濃度をより低減できる。また、含油排水の温度が上記下限値以上であると、後述する分離工程で供給する気泡が多く発生し、より多くの油分スカムや吸着済剤を分離できる。
含油排水の温度が上記上限値以下であると、含油排水を加熱する際のエネルギーを節約しやすく、環境負荷を低減しやすい。
含油排水を加熱することで、含油排水の粘度を低減できる。このため、本実施形態の含油排水処理方法は、増粘剤を含有する石油随伴水を処理するのに好適である。
吸着操作における含油排水の温度は、加熱部２４により調整できる。

吸着装置２０で吸着剤と接触した含油排水は、配管Ｌ２を介して分離装置３０に供給される。

分離装置３０に供給された含油排水は、油分スカム及び吸着済剤と、一次処理水とに分離される（分離工程）。分離工程では、油分スカム及び吸着済剤を含む含油排水に気泡を供給することが好ましい（浮上操作）。油分スカム及び吸着済剤を含む含油排水に気泡を供給することで、油分スカム及び吸着済剤を含油排水の液面に浮上させることができる。含油排水の液面に浮上した油分スカム及び吸着済剤は、掻き取り機等によって容易に回収できる。

分離工程で供給する気泡は、ディフューザー等により含油排水に気泡を直接供給してもよい。また、加圧ポンプにより加圧水を含油排水に供給し、次いで、加圧水を常圧（約０．１ＭＰａ）とすることで気泡を発生させてもよい。
分離工程で供給する気泡としては、マイクロバブルやナノバブルが挙げられる。油分スカム及び吸着済剤を含油排水の液面により効率よく浮上させる観点から、分離工程で供給する気泡としては、マイクロバブルが好ましい。
気泡を形成する気体としては、例えば、窒素、空気が挙げられる。

分離工程で分離された油分スカム及び吸着済剤は、配管Ｌ３を介して賦活化装置４０に供給される。

分離工程で油分スカム及び吸着済剤が除去された一次処理水は、配管Ｌ４を介して水処理装置６０に供給される。
一律排水基準に照らして、一次処理水の油分濃度は、例えば、ノルマルヘキサン抽出物質含有量（鉱油類含有量）で、５ｍｇ／Ｌ未満が好ましい。一次処理水の油分濃度は、例えば、ノルマルヘキサン抽出物質含有量（動植物油脂類含有量）で、３０ｍｇ／Ｌ未満が好ましい。

賦活化装置４０に供給された油分スカム及び吸着済剤のうち、吸着済剤は、賦活化され、再生吸着剤となる（賦活化工程）。賦活化工程としては、過熱水蒸気を用いた炭化処理が挙げられる。過熱水蒸気を用いた炭化処理では、油分スカム及び吸着済剤に吸着している油分がガス化し、このガス（オフガス）を加熱源として利用できるため、環境負荷を低減しやすい。また、オフガスの発生量が過大となった場合は、オフガスの一部を冷却して液体の油分として回収できる。加えて、賦活化工程で発生する排熱を利用して、バイナリー発電をすることができる。さらに、賦活化工程で発生する排熱を上述した吸着操作における含油排水を加熱する際の加熱源として用いることができ、環境負荷をより低減しやすい。
過熱水蒸気の温度は、例えば、５００～７００℃が好ましく、５５０～６５０℃がより好ましい。過熱水蒸気の温度が上記下限値以上であると、吸着済剤を充分に賦活化できる。過熱水蒸気の温度が上記上限値以下であると、オフガスの発生量を抑制しやすい。

賦活化装置４０で賦活化された再生吸着剤は、吸着剤として配管Ｌ７を介して吸着装置２０の吸着槽２２に供給される。配管Ｌ７を介して吸着槽２２に供給された再生吸着剤は、吸着工程で用いられる。吸着剤を再利用することにより、吸着剤供給部２６から供給されるフレッシュな吸着剤の供給量を低減できる。このため、吸着剤にかかるコストを低減できる。加えて、吸着剤を再利用することにより、吸着剤の廃棄量を低減できる。このため、環境負荷を低減しやすい。さらに、吸着剤を再利用することにより、凝集剤の供給量を低減できる。このため、凝集剤にかかるコストを低減できる。

賦活化工程で発生する排熱は、配管Ｌ８を介して吸着装置２０の加熱部２４に供給され、含油排水を加熱する際の加熱源として用いられる。このため、含油排水を加熱する際のエネルギーを節約しやすく、環境負荷をより低減できる。

水処理装置６０に供給された一次処理水は、重金属や塩類等の成分を含有する。水処理装置６０では、これらの成分を除去する。
重金属や塩類等の成分が除去された一次処理水は、二次処理水として配管Ｌ５を介して処理済水貯留装置７０に供給される。

処理済水貯留装置７０に供給された処理済水は、生活用水、農業用水、工業用水等の様々な用途として利用できる。

本実施形態の含油排水処理システム１によれば、吸着剤を利用することで、含油排水中の油分を除去できる。
本実施形態の含油排水処理システム１によれば、含油排水を加熱することで含油排水の粘度が低減されるため、含油排水を攪拌しやすく、含油排水と吸着剤との接触効率を高められる。このため、吸着剤の添加濃度を低減した含油排水の処理が可能となる。
本実施形態の含油排水処理システム１によれば、気泡発生器３４を有することにより、油分スカム及び吸着済剤を分離しやすい。
本実施形態の含油排水処理システム１によれば、吸着済剤の賦活化を行うことで吸着剤を再利用できるため、凝集剤を用いずに含油排水を処理できる。このため、凝集剤の製造時に産出される二酸化炭素を削減でき、環境負荷を低減できる。
本実施形態の含油排水処理システム１によれば、賦活化工程で発生する排熱を発電や含油排水を加熱する際の加熱源に活用できる。このため、環境負荷をより低減できる。
本実施形態の含油排水処理システム１によれば、賦活化装置４０で吸着済剤の賦活化だけでなく、原油採掘設備の周辺に存在するスラッジ等の油性廃棄物を処理できる。加えて、油性廃棄物の処理の際に発生する熱や、回収できる油分を有効利用できる。

［第二実施形態］
＜含油排水処理システム＞
図２に、本発明の第二実施形態に係る含油排水処理システムの模式図を示す。第一実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
図２に示すように、本実施形態の含油排水処理システム２は、原水貯留装置１０と、凝集装置５０と、吸着装置２０と、分離装置３０と、賦活化装置４０と、水処理装置６０と、処理済水貯留装置７０と、配管Ｌ２～Ｌ１２とを有する。
凝集装置５０は、凝集槽５２と、加熱部５４と、凝集剤供給部５６とを有する。
本実施形態の含油排水処理システム２は、吸着装置２０の前段に凝集装置５０を有する点で、第一実施形態の含油排水処理システム１と異なる。

原水貯留装置１０と凝集装置５０とは、配管Ｌ９によって接続されている。凝集装置５０と吸着装置２０とは、配管Ｌ１０によって接続されている。凝集剤供給部５６と凝集槽５２とは、配管Ｌ１１で接続されている。賦活化装置４０と加熱部５４とは、配管Ｌ１２で接続されている。

凝集装置５０は、含油排水と凝集剤とを混合し、含油排水中の油分の一部を除去する凝集部を有する装置である。
凝集装置５０としては、例えば、凝集槽５２と加熱部５４と凝集剤供給部５６とを有する装置が挙げられる。
凝集槽５２としては、含油排水と凝集剤とを混合できればよく、液体を蓄えられる容器等が挙げられる。
加熱部５４としては、凝集槽５２の内部を加熱可能であればよく、例えば、高温の水蒸気を通流させるスチームヒーターや、ガスボイラー等が挙げられる。
凝集剤供給部５６は、凝集槽５２に凝集剤を供給する装置である。凝集剤供給部５６としては、例えば、貯留容器や貯留槽等が挙げられ、開閉バルブや圧送ポンプが設けられていてもよい。
凝集装置５０において、凝集槽５２は、凝集部として機能する。

＜含油排水処理方法＞
含油排水処理システム２を用いた含油排水処理方法について、図２に基づいて説明する。
まず、原水となる含油排水を原水貯留装置１０から配管Ｌ９を介して、凝集装置５０に供給する。

凝集装置５０に供給された含油排水は、凝集槽５２で凝集剤と混合される。凝集剤と混合されることにより、含油排水中の油分の一部が除去される（凝集操作）。
含油排水中の油分の一部を除去する方法は特に限定されず、凝集沈殿法でもよく、浮上分離法でもよい。
凝集操作では、凝集剤供給部５６から、凝集剤が配管Ｌ１１を介して凝集槽５２に供給される。

凝集剤としては、ＰＡＣや硫酸アルミニウム等の無機凝集剤；ジメチルアミノエチルアクリレート系ポリマー又はジメチルアミノエチルメタクリレート系ポリマーからなる高分子凝集剤等が挙げられる。

凝集槽５２に供給する凝集剤の添加濃度は、凝集剤の添加量を低減する観点から、低いほど好ましく、０ｍｇ／Ｌが最も好ましい。凝集剤の添加濃度としては、例えば、凝集剤がＰＡＣの場合、３２０ｍｇ／Ｌが挙げられる。凝集剤の添加濃度が低いほど、含油排水を処理した後に廃棄する凝集剤の量を低減でき、環境負荷を低減しやすい。
凝集剤の添加濃度は、凝集剤の種類、含油排水の油分濃度、吸着剤の添加量に応じて調整できる。

含油排水の粘度を低減する観点から、凝集操作においては、含油排水を加熱しつつ、凝集剤と混合することが好ましい。凝集操作における含油排水の温度は、例えば、３０～６０℃が好ましく、４０～６０℃がより好ましい。含油排水の温度が上記下限値以上であると、含油排水の粘度を低減しやすい。含油排水の粘度が低減されると、含油排水を攪拌しやすく、凝集剤との接触効率を高められる。このため、含油排水中の油分の一部が凝集するまでの時間（滞留時間）を短縮でき、凝集装置５０の縮小化ができる。また、含油排水の温度が上記下限値以上であると、含油排水と凝集剤との接触効率が高められるため、凝集剤の添加量をより低減できる。
含油排水の温度が上記上限値以下であると、含油排水を加熱する際のエネルギーを節約しやすく、環境負荷をより低減できる。
凝集操作における含油排水の温度は、加熱部５４により調整できる。

凝集操作で処理した含油排水（凝集処理水ともいう）は、配管Ｌ１０を介して吸着装置２０に供給される。

吸着装置２０では、凝集処理水は、第一実施形態と同様に吸着操作で処理される。吸着操作で処理した含油排水は、配管Ｌ２を介して分離装置３０に供給される。

賦活化工程で発生する排熱は、配管Ｌ１２を介して凝集装置５０の加熱部５４に供給され、含油排水を加熱する際の加熱源として用いられる。このため、含油排水を加熱する際のエネルギーを節約しやすく、環境負荷をより低減できる。

本実施形態の含油排水処理システム２によれば、凝集剤と吸着剤とを併用することで、高濃度で油分が含まれる含油排水を処理することができる。
本実施形態の含油排水処理システム２によれば、凝集剤と吸着剤とを併用することで、凝集剤の添加量を低減できる。
本実施形態の含油排水処理システム２によれば、吸着済剤の賦活化を行うことで吸着剤を再利用できるため、凝集剤の添加量をより低減できる。

以上、本発明の含油排水処理システム及び含油排水処理方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
本実施形態の含油排水処理システム１は、吸着槽２２を有するが、含油排水処理システムは、吸着槽２２を有さず、吸着剤を充填した吸着床を有する形態であってもよい。吸着床を用いる場合、含油排水と接触させた後の吸着床を取り外して賦活化装置４０に供給できる。
油分除去効率を高める観点から、含油排水処理システムは、吸着槽を有することが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム１は、加熱部２４を有するが、含油排水処理システムは、加熱部を有しなくてもよい。
油分濃度をより低減した処理水が得られる観点から、含油排水処理システムは、加熱部を有することが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム１は、気泡発生器３４を有するが、含油排水処理システムは、気泡発生器を有しなくてもよい。油分スカム及び吸着済剤の除去をより効率よく行う観点から、含油排水処理システムは、気泡発生器を有することが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム１は、賦活化した吸着剤を吸着装置２０に供給する供給手段を有するが、含油排水処理システムは、供給手段を有しなくてもよい。
吸着剤を再利用できる観点から、含油排水処理システムは、供給手段を有することが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム１は、賦活化工程で発生する排熱を含油排水を加熱する際の加熱源として用いているが、含油排水処理システムは、賦活化工程で発生する排熱を含油排水を加熱する際の加熱源として用いなくてもよい。
含油排水処理システムは、排熱を有効利用する観点から、排熱を含油排水を加熱する際の加熱源として用いることが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム１は、水処理装置６０を有するが、含油排水処理システムは、水処理装置６０を有しなくてもよい。
水質が良好な処理水が得られる観点から、含油排水処理システムは、水処理装置を有することが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム１は、吸着装置２０と分離装置３０とを有するが、含油排水処理システムは、吸着装置が分離装置を兼ねる態様であってもよい。同様に、含油排水処理システムは、分離装置が吸着装置を兼ねる態様であってもよい。

本実施形態の含油排水処理システム２は、凝集装置５０を有するが、含油排水処理システムは、凝集装置５０を有しなくてもよい。
本実施形態の含油排水処理システム２は、加熱部５４を有するが、含油排水処理システムは、加熱部を有しなくてもよい。
油分濃度をより低減した処理水が得られる観点から、含油排水処理システムは、加熱部を有することが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム２は、賦活化工程で発生する排熱を含油排水を加熱する際の加熱源として用いているが、含油排水処理システムは、賦活化工程で発生する排熱を含油排水を加熱する際の加熱源として用いなくてもよい。
含油排水処理システムは、排熱を有効利用する観点から、排熱を含油排水を加熱する際の加熱源として用いることが好ましい。
本実施形態の含油排水処理システム２は、凝集槽５２と吸着槽２２とを有するが、含油排水処理システムは、吸着槽が凝集槽を兼ねる態様であってもよい。
本実施形態の含油排水処理システム２は、吸着剤供給部２６を有するが、吸着剤供給部は、凝集剤供給部を兼ねる態様であってもよい。

以下に、実施例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

［凝集剤の添加による油分濃度の比較］
初期の油分濃度が３０００ｍｇ／Ｌの含油排水に凝集剤としてＰＡＣを添加した場合の油分濃度を測定した。油分濃度は、室温（２５℃）の環境下で、抽出溶媒Ｈ－９９７（株式会社堀場製作所製）により抽出後、フーリエ変換赤外分光光度計（Fourier Transform Infrared Spectroscopy：FTIR、FTIR-8400、株式会社島津製作所製）により測定した。なお、含油排水の増粘剤の濃度は、５００ｍｇ／Ｌであった。結果を図３に示す。
図３に示すように、ＰＡＣの添加濃度が３００ｍｇ／Ｌ以上で、含油排水の油分濃度を１００ｍｇ／Ｌ以下に低減できた。ＰＡＣの添加濃度が３２０ｍｇ／Ｌ、３４０ｍｇ／Ｌのときに油分濃度を１ｍｇ／Ｌ以下に低減できた。また、ＰＡＣを過剰に添加しても（例えば、ＰＡＣの添加濃度３６０ｍｇ／Ｌ以上）、含油排水の油分濃度が低減しないことが確認できた。これは、ＰＡＣを過剰に添加すると、含油排水が酸性となり、ＰＡＣのｐＨの適正使用範囲を外れたことにより、油分の凝集量が低減するためであると考えられる。
この結果から、凝集剤の添加量がより少ない範囲で油分濃度を低減するためには、ＰＡＣの添加量を３２０ｍｇ／Ｌ以下とすることが好ましいことが分かった。

［凝集剤と吸着剤を併用した場合の油分濃度の比較］
上記のＰＡＣの添加濃度が３００ｍｇ／Ｌのときの含油排水を用いて、吸着剤として粒状活性炭を添加した場合の含油排水の油分濃度を測定した。結果を図４に示す。
図４に示すように、粒状活性炭の添加濃度が凝集剤を含む含油排水の総質量に対して、５質量％のときに油分濃度の低減が確認できた。さらに、粒状活性炭の添加濃度が１０質量％のとき、油分濃度を一律排水基準の５ｍｇ／Ｌ未満にできることが分かった。
この結果から、凝集剤と吸着剤を併用することで、含油排水の油分濃度を充分に低減できることが分かった。加えて、吸着剤を添加することで、凝集剤の添加濃度を低減しても含油排水の油分濃度を充分に低減できることが分かった。

［吸着剤の添加による油分濃度の比較］
次に、凝集剤を添加しないで、吸着剤として粒状活性炭を添加した場合の含油排水の油分濃度を測定した。初期の油分濃度は５５０ｍｇ／Ｌとした。結果を図５に示す。
図５に示すように、吸着剤の添加濃度を含油排水の総質量に対して、５質量％以上とすることで、油分濃度を一律排水基準の５ｍｇ／Ｌ未満にできることが分かった。
この結果から、吸着剤の添加のみで、含油排水の油分濃度を充分に低減できることが分かった。すなわち、凝集剤を添加しなくても、含油排水の油分濃度を充分に低減できることが分かった。

［含油排水の粘度の温度依存性］
含油排水に増粘剤（ＦＰ３６３０）を添加した場合の粘度を測定し、含油排水の粘度の温度依存性を確認した。含油排水の油分濃度は、１１．１ｍｇ／Ｌであった。結果を図６に示す。
図６に示すように、増粘剤の添加濃度の増加に応じて、含油排水の粘度が増加することが確認できた。
また、含油排水の温度が高い方（含油排水の温度４６℃）が、含油排水の温度が低い方（含油排水の温度２５℃）に比べて粘度が低いことが確認できた。
この結果から、含油排水を加熱することにより、含油排水の粘度を低減でき、含油排水を攪拌しやすくできることが確認できた。このため、吸着剤や凝集剤との接触効率を高められ、吸着装置や凝集装置を縮小化できることが期待される。加えて、吸着剤や凝集剤の添加濃度を低減できることが期待される。

以上の結果から、本発明の含油排水処理システム及び含油排水処理方法によれば、凝集剤の添加量を低減できることが確認できた。

１，２…含油排水処理システム、１０…原水貯留装置、２０…吸着装置、２２…吸着槽、２４…加熱部、２６…吸着剤供給部、３０…分離装置、３２…水槽、３４…気泡発生器、４０…賦活化装置、５０…凝集装置、５２…凝集槽、５４…加熱部、５６…凝集剤供給部、６０…水処理装置、７０…処理済水貯留装置、Ｌ１～Ｌ１２…配管

Claims (8)

1. 油分を含む含油排水を吸着剤に接触させ、前記油分を前記吸着剤に吸着させる吸着操作を有する吸着工程と、
   前記含油排水から、前記油分を吸着した吸着済剤を分離する分離工程と、
   分離した前記吸着済剤を賦活化する賦活化工程と、を有し、
   前記吸着操作は、前記賦活化工程で発生する排熱で前記含油排水を加熱しつつ、前記油分を前記吸着剤に吸着させる、含油排水処理方法。
2. 前記吸着操作は、前記含油排水と前記吸着剤とを混合する、請求項１に記載の含油排水処理方法。
3. 前記分離工程が、前記吸着済剤を含む前記含油排水に気泡を供給する浮上操作を有する、請求項１又は２に記載の含油排水処理方法。
4. 前記賦活化工程で賦活化された吸着剤を前記吸着工程で用いる、請求項１～３のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。
5. 前記吸着工程は、前記含油排水と凝集剤とを混合し、前記油分の一部を除去する凝集操作をさらに有し、前記凝集操作で処理した前記含油排水を前記吸着操作で処理する、請求項１～４のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。
6. 前記賦活化工程で発生する排熱を前記凝集操作で用いる、請求項５に記載の含油排水処理方法。
7. 前記吸着剤が活性炭である、請求項１～６のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。
8. 前記含油排水が石油随伴水である、請求項１～７のいずれか一項に記載の含油排水処理方法。

Images