JP7509605B2 - Oil-containing wastewater separation device and method - Google Patents
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Description
本発明は、含油スカムを減容化するための含油排水分離装置およびその方法に関する。 The present invention relates to an oil-containing wastewater separation device and method for reducing the volume of oil-containing scum.
特開2011-45846号公報(特許文献1)には、製鉄工場において発生する含油排水から分離された含油スカムを、目開きの異なる複数段の振動篩に掛けることで、当該含油スカムから水分(含油排水)を分離させて減容化を図る装置が記載されている。当該装置では、多くの薬剤や熱エネルギーを用いることなくスカムの減容化を図ることができる。 JP 2011-45846 A (Patent Document 1) describes an apparatus that separates oil-containing scum from oil-containing wastewater generated in steel plants and reduces its volume by passing the oil-containing scum through multiple stages of vibrating sieves with different mesh sizes to separate water (oil-containing wastewater) from the oil-containing scum. This apparatus can reduce the volume of scum without using many chemicals or thermal energy.
しかしながら、上述した公報に記載の含油排水分離装置は、複数段の振動篩を配置する必要があるため、広い設置スペースが必要となり、処理効率の向上と省スペース化との両立という点において、なお改良の余地がある。 However, the oil-containing wastewater separation device described in the above publication requires the arrangement of multiple stages of vibrating screens, which requires a large installation space, and there is still room for improvement in terms of achieving both improved processing efficiency and space saving.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、含油スカムから含油排水を分離するに際し、処理効率の向上および省スペース化の両立に資する技術を提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and its main objective is to provide a technology that contributes to both improving processing efficiency and saving space when separating oil-containing wastewater from oil-containing scum.
本発明に係る含油排水分離装置の好ましい形態によれば、含油スカムを減容化するための含油排水分離装置が構成される。当該含油排水分離装置は、底面を有すると共に含油スカムを貯留可能な貯留槽と、振動子と、当該振動子に高周波電力を供給可能に当該振動子に電気的に接続された発振器と、を備えている。そして、振動子は、含油スカムの液面側を向く上面を有し、当該上面が含油スカムの液面に対して所定角度傾斜した状態、かつ、前記底面との間に空間を有する態様で貯留槽内に配置される。
According to a preferred embodiment of the oil-containing wastewater separation apparatus of the present invention, an oil-containing wastewater separation apparatus for reducing the volume of oil-containing scum is configured. The oil-containing wastewater separation apparatus includes a storage tank having a bottom surface and capable of storing oil-containing scum, a vibrator, and an oscillator electrically connected to the vibrator so as to supply high-frequency power to the vibrator. The vibrator has an upper surface facing the liquid surface of the oil-containing scum, and is disposed in the storage tank with the upper surface inclined at a predetermined angle with respect to the liquid surface of the oil-containing scum and with a space between the upper surface and the bottom surface .
本発明によれば、振動子が発生した超音波により含油スカム中に微細気泡を発生させ、音圧変化によって積極的にキャビテーションさせることができる。これにより、含油スカムに付着した微細気泡が消滅(崩壊)する際に発生する衝撃圧によって、含油スカムから水分(含油排水)やゴミなどを効果的に分離させることができる。なお、振動子の上面が含油スカムの液面に対して所定角度傾斜しているため、含油スカムから分離された水分(含油排水)が当該上面に留まることがない。即ち、振動子の上面に、常に含油スカムを存在させることができるため、キャビテーション効果による含油スカムからの水分(含油排水)やゴミの分離を促進することができる。また、振動子の上面を含油スカムの液面に対して所定角度傾斜させるのみであるため、省スペースかつ簡易な構造で含油スカムから水分(含油排水)やゴミを分離できる。また、本発明によれば、含油スカムから分離された水分(含油排水)が振動子と底面との間の空間に流れ込み、対流効果によって含油スカムを振動子の上面側に移動させることができる。また、振動子が含油スカムから分離された水分(含油排水)に埋没してしまうことを良好に回避できる。これにより、キャビテーション効果による含油スカムからの水分(含油排水)やゴミの分離をより一層促進することができる。
According to the present invention, the ultrasonic waves generated by the vibrator generate fine bubbles in the oil-containing scum, and cavitation can be actively performed by the change in sound pressure. As a result, the impact pressure generated when the fine bubbles attached to the oil-containing scum disappear (collapse) can effectively separate water (oil-containing wastewater) and dust from the oil-containing scum. Since the upper surface of the vibrator is inclined at a predetermined angle with respect to the liquid surface of the oil-containing scum, the water (oil-containing wastewater) separated from the oil-containing scum does not remain on the upper surface. In other words, the oil-containing scum can always be present on the upper surface of the vibrator, so that the separation of water (oil-containing wastewater) and dust from the oil-containing scum by the cavitation effect can be promoted. In addition, since the upper surface of the vibrator is only inclined at a predetermined angle with respect to the liquid surface of the oil-containing scum, the water (oil-containing wastewater) and dust can be separated from the oil-containing scum with a space-saving and simple structure. In addition, according to the present invention, the water (oil-containing wastewater) separated from the oil-containing scum flows into the space between the vibrator and the bottom surface, and the oil-containing scum can be moved to the upper surface side of the vibrator by the convection effect. In addition, the vibrator can be effectively prevented from being submerged in the water (oil-containing wastewater) separated from the oil-containing scum, which further promotes the separation of the water (oil-containing wastewater) and dirt from the oil-containing scum by the cavitation effect.
本発明に係る含油排水分離装置の更なる形態によれば、振動子の上面は、液面に対して15度以上25度以下、好ましくは約20度の傾斜角度を有している。 According to a further embodiment of the oil-containing wastewater separation device of the present invention, the upper surface of the vibrator has an inclination angle of 15 degrees or more and 25 degrees or less, preferably about 20 degrees, relative to the liquid surface.
本発明者は、鋭意研究の結果、振動子の上面の液面に対する傾斜角度が15度以上25度以下、好ましくは約20度のときに、含油スカムの削減率が高くなることを見出した。ここで、削減率とは、含油スカムから水分(含油排水)が除去されたことによる容積の低減率として規定され、具体的には、「貯留槽内における減容化前(処理前)の含油スカムの容積」から「貯留槽内における減容化後(処理後)の含油スカムの容積」を減じた値を「貯留槽内における減容化前(処理前)の含油スカムの容積」で除した後、100を乗じた値として規定される。この研究結果を踏まえて、本形態では、振動子の上面の液面に対する傾斜角度を、15度以上25度以下、好ましくは約20度とする構成とした。これにより、含油スカムの減容化をより促進することができる。 As a result of intensive research, the inventors have found that the reduction rate of oil-containing scum is high when the inclination angle of the upper surface of the vibrator with respect to the liquid surface is 15 degrees or more and 25 degrees or less, preferably about 20 degrees. Here, the reduction rate is defined as the reduction rate of the volume caused by removing water (oil-containing wastewater) from the oil-containing scum, and specifically, it is defined as the value obtained by subtracting the "volume of the oil-containing scum after volume reduction (after treatment) in the storage tank" from the "volume of the oil-containing scum before volume reduction (before treatment) in the storage tank" by the "volume of the oil-containing scum before volume reduction (before treatment) in the storage tank", and then multiplying the result by 100. Based on this research result, in this embodiment, the inclination angle of the upper surface of the vibrator with respect to the liquid surface is configured to be 15 degrees or more and 25 degrees or less, preferably about 20 degrees. This can further promote the volume reduction of the oil-containing scum.
本発明に係る含油排水分離装置の更なる形態によれば、振動子は、上面のうち液面に最も近い部位と、液面と、の距離が5cm以上となるように貯留槽内に配置されている。 According to a further embodiment of the oil-containing wastewater separation device of the present invention, the vibrator is arranged in the storage tank so that the distance between the liquid level and the part of the upper surface closest to the liquid level is 5 cm or more.
本発明者は、鋭意研究の結果、振動子の上面と含油スカムの液面との間の距離が狭いと、含油スカムの液面の振動が激しくなり、超音波の効果で分離した含油スカムが瞬時に再混合されるといった現象が生じることを見出した。この研究結果を踏まえて、本形態では、振動子の上面と含油スカムの液面との距離を、5cm以上とする構成とした。これにより、含油スカムの減容効果が低減することを抑制することができる。 After extensive research, the inventors discovered that if the distance between the top surface of the vibrator and the surface of the oil-containing scum is small, the surface of the oil-containing scum vibrates violently, causing the oil-containing scum separated by the effects of ultrasound to instantly remix. Based on these research results, in this embodiment, the distance between the top surface of the vibrator and the surface of the oil-containing scum is set to 5 cm or more. This makes it possible to prevent a decrease in the volume reduction effect of the oil-containing scum.
本発明に係る含油排水分離装置の更なる形態によれば、含油スカムに出力される超音波周波数は、20kHz以上100kHz以下、好ましくは約40kHzである。 According to a further embodiment of the oil-containing wastewater separation device of the present invention, the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum is 20 kHz or more and 100 kHz or less, preferably about 40 kHz.
本発明者は、鋭意研究の結果、特定の超音波周波数帯域において、含油スカムから水分(含油排水)やゴミを効果的に分離できることを見出した。この研究結果を踏まえて、本形態では、含油スカムに出力される超音波周波数を20kHz以上100kHz以下、好ましくは約40kHzとした。これにより、含油スカムから水分(含油排水)やゴミを効果的に分離することができる。 As a result of extensive research, the inventors have found that water (oil-containing wastewater) and debris can be effectively separated from oil-containing scum in a specific ultrasonic frequency band. Based on these research results, in this embodiment, the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum is set to 20 kHz or more and 100 kHz or less, preferably about 40 kHz. This makes it possible to effectively separate water (oil-containing wastewater) and debris from the oil-containing scum.
本発明に係る含油排水分離装置の更なる形態によれば、貯留槽に貯留される含油スカムは、20L以上30L以下、好ましくは30Lであり、高周波電力は、400W以上600W以下、好ましくは600Wである。即ち、発振器は、含油スカム1Lあたり20W以上30W以下、好ましくは20Wの高周波電力を振動子に供給する。 According to a further embodiment of the oil-containing wastewater separation device of the present invention, the oil-containing scum stored in the storage tank is 20 L or more and 30 L or less, preferably 30 L, and the high-frequency power is 400 W or more and 600 W or less, preferably 600 W. That is, the oscillator supplies the vibrator with high-frequency power of 20 W or more and 30 W or less, preferably 20 W per 1 L of oil-containing scum.
本発明者は、鋭意研究の結果、振動子に供給する高周波電力の値と、処理する含油スカムの量と、に相関があることを見出した。出力を600Wより大きくすると、分離された水分(含油排水)の水質が低下する。一方、出力を400W未満にすると、処理時間が長くなってしまう。この研究結果を踏まえて、本形態では、含油スカムの量を20L以上30L以下、好ましくは30Lとし、振動子に供給する高周波電力を400W以上600W以下、好ましくは600Wとする構成とした。即ち、発振器によって、含油スカム1Lあたり20W以上30W以下、好ましくは20Wの高周波電力を振動子に供給する構成とした。これにより、含油スカムから水分(含油排水)やゴミをより効果的に分離することができる。 As a result of intensive research, the inventors have found that there is a correlation between the value of the high-frequency power supplied to the vibrator and the amount of oil-containing scum to be treated. If the output is greater than 600 W, the quality of the separated water (oil-containing wastewater) decreases. On the other hand, if the output is less than 400 W, the treatment time becomes longer. Based on these research results, in this embodiment, the amount of oil-containing scum is set to 20 L to 30 L, preferably 30 L, and the high-frequency power supplied to the vibrator is set to 400 W to 600 W, preferably 600 W. In other words, the oscillator supplies the vibrator with high-frequency power of 20 W to 30 W, preferably 20 W per 1 L of oil-containing scum. This makes it possible to more effectively separate water (oil-containing wastewater) and garbage from the oil-containing scum.
本発明に係る含油排水分離装置の更なる形態によれば、含油スカムの温度を10℃以上40℃以下に調節可能な温度調節器をさらに備えている。 According to a further embodiment of the oil-containing wastewater separation device of the present invention, it further includes a temperature regulator capable of adjusting the temperature of the oil-containing scum to 10°C or higher and 40°C or lower.
本発明者は、鋭意研究の結果、含油スカムの温度が低すぎると、含油スカムの粘度が高くなり、分離後(減容化後)の含油スカムを処理する際に目詰まりなどが発生してしまい、また、含油スカムの温度が高すぎると、分離効果は向上するが、濃縮された(減容化された)含油スカムや浮上油が超音波の効果で含油排水に溶けやすくなり、分離効果が低下してしまうことを見出した。この研究結果を踏まえて、本発明では、含油スカムの温度を10℃以上40℃以下に調節する構成とした。これにより、含油スカムから水分(含油排水)やゴミをより効果的に分離することができる。 After extensive research, the inventors discovered that if the temperature of the oil-containing scum is too low, the viscosity of the oil-containing scum increases, causing clogging and other problems when processing the oil-containing scum after separation (volume reduction), and that if the temperature of the oil-containing scum is too high, the separation effect improves, but the concentrated (volume-reduced) oil-containing scum and floating oil become more soluble in the oil-containing wastewater due to the effects of ultrasound, reducing the separation effect. Based on these research results, the present invention is configured to adjust the temperature of the oil-containing scum to between 10°C and 40°C. This allows water (oil-containing wastewater) and garbage to be separated more effectively from the oil-containing scum.
本発明に係る含油排水分離方法の好ましい形態によれば、含油スカムを減容化するための含油排水分離方法が構成される。当該含油排水分離方法は、(a)貯留槽に含油スカムを貯留し、(b)含油スカムの液面に対して上面が所定角度傾斜した状態、かつ、前記振動子と前記貯留槽の底面との間に空間を有する態様で振動子を貯留槽内に配置し、(c)振動子に高周波電力を供給する。
According to a preferred embodiment of the oil-containing wastewater separation method of the present invention, there is provided a method for reducing the volume of oil-containing scum, which comprises: (a) storing oil-containing scum in a storage tank; (b) arranging a vibrator in the storage tank such that the upper surface of the vibrator is inclined at a predetermined angle relative to the liquid level of the oil-containing scum and there is a space between the vibrator and the bottom surface of the storage tank ; and (c) supplying high-frequency power to the vibrator.
本発明によれば、振動子が発生した超音波により含油スカム中に微細気泡を発生させ、音圧変化によって積極的にキャビテーションさせることができる。これにより、含油スカムに付着した微細気泡が消滅(崩壊)する際に発生する衝撃圧によって、含油スカムから水分(含油排水)やゴミなどを効果的に分離させることができる。なお、振動子の上面が含油スカムの液面に対して所定角度傾斜しているため、含油スカムから分離された水分(含油排水)が当該上面に留まることがない。即ち、振動子の上面に、常に含油スカムを存在させることができるため、キャビテーション効果による含油スカムからの水分(含油排水)やゴミの分離を促進することができる。また、振動子の上面を含油スカムの液面に対して所定角度傾斜させるのみであるため、省スペースかつ簡易な構造で含油スカムから水分(含油排水)やゴミを分離できる。また、本発明によれば、含油スカムから分離された水分(含油排水)が振動子と底面との間の空間に流れ込み、対流効果によって含油スカムを振動子の上面側に移動させることができる。また、振動子が含油スカムから分離された水分(含油排水)に埋没してしまうことを良好に回避できる。これにより、キャビテーション効果による含油スカムからの水分(含油排水)やゴミの分離をより一層促進することができる。
According to the present invention, the ultrasonic waves generated by the vibrator generate fine bubbles in the oil-containing scum, and cavitation can be actively performed by the change in sound pressure. As a result, the impact pressure generated when the fine bubbles attached to the oil-containing scum disappear (collapse) can effectively separate water (oil-containing wastewater) and dust from the oil-containing scum. Since the upper surface of the vibrator is inclined at a predetermined angle with respect to the liquid surface of the oil-containing scum, the water (oil-containing wastewater) separated from the oil-containing scum does not remain on the upper surface. In other words, the oil-containing scum can always be present on the upper surface of the vibrator, so that the separation of water (oil-containing wastewater) and dust from the oil-containing scum by the cavitation effect can be promoted. In addition, since the upper surface of the vibrator is only inclined at a predetermined angle with respect to the liquid surface of the oil-containing scum, the water (oil-containing wastewater) and dust can be separated from the oil-containing scum with a space-saving and simple structure. In addition, according to the present invention, the water (oil-containing wastewater) separated from the oil-containing scum flows into the space between the vibrator and the bottom surface, and the oil-containing scum can be moved to the upper surface side of the vibrator by the convection effect. In addition, the vibrator can be effectively prevented from being submerged in the water (oil-containing wastewater) separated from the oil-containing scum, which further promotes the separation of the water (oil-containing wastewater) and dirt from the oil-containing scum by the cavitation effect.
本発明に係る含油排水分離方法の更なる形態によれば、ステップ(b)は、上面を液面に対して15度以上25度以下、好ましくは約20度の傾斜角となるように振動子を貯留槽内に配置するステップを含んでいる。 According to a further embodiment of the oil-containing wastewater separation method of the present invention, step (b) includes a step of placing the transducer in the storage tank so that the upper surface is inclined at an angle of 15 degrees to 25 degrees, preferably about 20 degrees, relative to the liquid surface.
本発明者は、鋭意研究の結果、振動子の上面の液面に対する傾斜角度が15度以上25度以下、好ましくは約20度のときに、含油スカムの削減率が高くなることを見出した。ここで、削減率とは、「貯留槽内における減容化前(処理前)の含油スカムの容積」から「貯留槽内における減容化後(処理後)の含油スカムの容積」を減じた値を「貯留槽内における減容化前(処理前)の含油スカムの容積」で除した後、100を乗じた値として規定される。この研究結果を踏まえて、本形態では、振動子の上面の液面に対する傾斜角度を、15度以上25度以下、好ましくは約20度とする構成とした。これにより、含油スカムの減容化をより促進することができる。 After extensive research, the inventors have found that the reduction rate of oil-containing scum is high when the inclination angle of the top surface of the vibrator with respect to the liquid surface is 15 degrees or more and 25 degrees or less, preferably about 20 degrees. Here, the reduction rate is defined as the value obtained by subtracting the "volume of the oil-containing scum after volume reduction (after processing) in the storage tank" from the "volume of the oil-containing scum before volume reduction (before processing) in the storage tank" by the "volume of the oil-containing scum before volume reduction (before processing) in the storage tank", and then multiplying the result by 100. Based on these research results, in this embodiment, the inclination angle of the top surface of the vibrator with respect to the liquid surface is set to 15 degrees or more and 25 degrees or less, preferably about 20 degrees. This can further promote the volume reduction of the oil-containing scum.
本発明に係る含油排水分離方法の更なる形態によれば、ステップ(b)は、上面のうち液面に最も近い部位と、液面と、の距離が5cm以上となるように振動子を貯留槽に配置するステップを含んでいる。 According to a further embodiment of the oil-containing wastewater separation method of the present invention, step (b) includes a step of placing the transducer in the storage tank so that the distance between the liquid level and the part of the upper surface closest to the liquid level is 5 cm or more.
本発明者は、鋭意研究の結果、振動子の上面と含油スカムの液面との間の距離が狭いと、含油スカムの液面の振動が激しくなり、超音波の効果で分離した含油スカムが瞬時に再混合されるといった現象が生じることを見出した。この研究結果を踏まえて、本形態では、振動子の上面と含油スカムの液面との距離を、5cm以上とする構成とした。これにより、含油スカムの減容効果が低減することを抑制することができる。 After extensive research, the inventors discovered that if the distance between the top surface of the vibrator and the surface of the oil-containing scum is small, the surface of the oil-containing scum vibrates violently, causing the oil-containing scum separated by the effects of ultrasound to instantly remix. Based on these research results, in this embodiment, the distance between the top surface of the vibrator and the surface of the oil-containing scum is set to 5 cm or more. This makes it possible to prevent a decrease in the volume reduction effect of the oil-containing scum.
本発明によれば、含油スカムから含油排水を分離するに際し、処理効率の向上および省スペース化の両立を図ることができる。 According to the present invention, when separating oil-containing wastewater from oil-containing scum, it is possible to achieve both improved processing efficiency and space saving.
次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be explained using examples.
本実施の形態に係る含油排水分離装置1は、図1に示すように、含油スカムを貯留可能な貯留槽2と、当該貯留槽2内に配置された超音波振動子4と、当該超音波振動子4を載置可能に貯留槽2内に配置された載置台6と、超音波振動子4に高周波電力を供給可能に当該超音波振動子4に電力ラインLを介して電気的に接続された超音波発振器8と、貯留槽2内の含油スカムの温度調節を行う温度調節器30と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the oil-containing
貯留槽2は、図1に示すように、底壁2aが先細りの形状を有している。換言すれば、底壁2aは、中央に向かうほど深さが深くなる形状を有しているということができる。当該底壁2aの約中央には、バルブ付き吐出配管10が接続されている。即ち、バルブ付き吐出配管10は、貯留槽2の最も深さが深い箇所に接続されている。また、貯留槽2の側壁2bには、バルブ付き吐出配管12が接続されている。バルブ付き吐出配管12は、側壁2bのうち底壁2a寄りの位置、好ましくは底壁2aに隣接して配置されている。貯留槽2には、油水分離槽90からポンプPによって汲み上げられた含油スカムScoilがホースHを介して供給される。なお、油水分離槽90は、例えば金属加工工場内で発生した廃液や排水を浮上油Foil、含油スカムScoil、含油排水Woil、および、スラッジSlgに分離する装置である。
As shown in FIG. 1, the
超音波振動子4は、例えば、圧電セラミックスにより構成されており、交流電圧を付加することにより伸縮する性質を有している。即ち、超音波振動子4は、電気エネルギーを機械エネルギーに変換する、より具体的には、超音波発振器8より供給される高周波電力を機械振動に変換して超音波を発生する。本実施の形態では、超音波振動子4として、貯留槽2内に沈める投込型振動子を用いる構成とした。なお、超音波振動子4は、約直方体形状を有している。
The
載置台6は、図1に示すように、所定の高さを有する格子状の台として構成されており、貯留槽2の上縁部に引っ掛けることにより当該貯留槽2に設置可能とされている。また、載置台6は、超音波振動子4を載置可能な載置面6aを有している。当該載置面6aは、貯留槽2に貯留される含油スカムScoilの液面に対して約20度の傾斜角度を有している。当該載置面6aに超音波振動子4が載置されることによって、超音波振動子4の上面4aも貯留槽2に貯留される含油スカムScoilの液面に対して約20度の傾斜角度を有する。また、載置台6の高さは、載置面6aに載置された超音波振動子4の上面4aのうち含油スカムScoilの液面に最も近い部位と、当該含油スカムScoilの液面と、の距離が5cm以上となるように設定されている。なお、超音波振動子4が載置台6の載置面6aに載置されるため、超音波振動子4と貯留槽2の底壁2aとの間には、所定の空間Rが構成される。なお、本実施の形態では、載置台6を格子状の台としたが、超音波振動子4の上面4aが貯留槽2に貯留される含油スカムScoilの液面に対して傾斜角度を有した状態で超音波振動子4を載置できれば如何なる構造であっても良いことは言うまでもない。
As shown in FIG. 1, the mounting table 6 is configured as a lattice-shaped platform having a predetermined height, and can be installed in the
温度調節器30は、図示しないヒーターと、当該ヒーターに通電する電流を断続可能な開閉器(図示せず)と、貯留槽2に貯留される含油スカムScoilの温度を測定する温度センサ(図示せず)と、温度センサによって測定された温度に基づいて開閉器を制御する制御装置(図示せず)と、を有している。制御装置は、測定された温度と、貯留槽2に貯留される含油スカムScoilの温度と、を比較して、含油スカムScoilの温度が所望の温度を維持するように開閉器を制御する。
The
次に、こうして構成された本発明の実施の形態に係る含油排水分離装置1の動作について説明する。まず、貯留槽2内に載置台6および超音波振動子4を配置した状態で、貯留槽2内の含油スカムScoilの量が約30Lとなるまで、油水分離槽90から含油スカムScoilを貯留槽2内に供給する。このとき、超音波振動子4の上面4aは、含油スカムScoilの液面に対して約20度の傾斜角度を有している。また、超音波振動子4の上面のうち含油スカムScoilの液面に最も近い部位と、当該含油スカムScoilの液面と、の距離が5cm以上となるように設定されている。さらに、超音波振動子4と貯留槽2の底壁2aとの間には、所定の空間Rが構成されている。
Next, the operation of the oil-containing
続いて、温度調節器30によって、含油スカムScoilの温度を10℃以上40℃以下に設定し、当該状態で、超音波発振器8から超音波振動子4に高周波電力を供給する。ここで、本実施の形態では、超音波発振器8から超音波振動子4に供給される高周波電力は、出力600Wに設定すると共に(即ち、超音波発振器8が、含油スカムScoil1Lあたり20Wの高周波電力を超音波振動子4に供給する構成)、含油スカムScoilに出力される超音波周波数が40kHzとなるように設定する構成とした。
Then, the temperature of the oil-containing scum Scoil is set to 10°C or higher and 40°C or lower by the
こうして貯留槽2内の含油スカムScoilに超音波振動を与えると、含油スカムScoilから含油排水Woil(分離水)が分離され、比較的比重の小さい含油スカムScoilが貯留槽2の上方に移動すると共に、比較的比重の大きい含油排水Woil(分離水)が貯留槽2の下方(底)に移動する。ここで、含油スカムScoilからの含油排水Woil(分離水)の分離は、以下のメカニズムによって行われる。即ち、含油スカムScoilに超音波振動を作用させることで、含油スカムScoil中に微細気泡を発生させ、音圧変化によって積極的にキャビテーションさせることができ、これにより、含油スカムScoilに付着した微細気泡が消滅(崩壊)する際に発生する衝撃圧によって、含油スカムScoilから含油排水Woil(分離水)やゴミなどが効果的に分離されるのである。
When ultrasonic vibration is applied to the oil-containing scum coil in the
なお、超音波振動子4の上面4aが含油スカムScoilの液面に対して20度の傾斜角度を有しているため、含油スカムScoilから分離された含油排水Woil(分離水)が当該上面4aに留まることがない。即ち、超音波振動子4の上面4aに、常に含油スカムScoilを存在させることができる。また、当該上面4aを流下した含油排水Woil(分離水)は、超音波振動子4と貯留槽2の底壁2aとの間の空間Rに流れ込み、対流効果によって当該空間Rに存在している含油スカムScoilを貯留槽2の上方に移動させることができる。さらに、超音波振動子4が載置台によってかさ上げされているため、超音波振動子4が含油スカムScoilから分離された含油排水Woil(分離水)に埋没してしまうことを良好に回避できる。これにより、キャビテーション効果による含油スカムScoilからの含油排水Woil(分離水)やゴミの分離を促進することができる。
In addition, since the
なお、超音波振動子4の上面のうち含油スカムScoilの液面に最も近い部位と、当該含油スカムScoilの液面と、の距離が5cm以上となるように設定されているため、含油スカムScoilの液面付近での激しい振動の発生を防止できる。これにより、含油スカムScoilの減容化効果が低減することを抑制できる。
The distance between the part of the upper surface of the
また、含油スカムScoilの量を30Lに設定すると共に、含油スカムScoilの油温を10℃以上40℃以下に設定し、さらに、含油スカムScoilに出力される超音波周波数を40kHzに設定すると共に、超音波発振器8の出力を600Wとしたため、含油スカムScoilから含油排水(分離水)やゴミの分離をより一層効果的に促進することができる。
In addition, the amount of oil-containing scum Scoil is set to 30 L, the oil temperature of the oil-containing scum Scoil is set to 10°C or higher and 40°C or lower, the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum Scoil is set to 40 kHz, and the output of the
こうして貯留槽2内で含油スカムScoilから含油排水Woil(分離水)を分離した後、バルブ付き吐出配管10を開状態とすることによって、含油排水(分離水)を排出することができ、また、バルブ付き吐出配管12を開状態とすることによって、減容化された含油スカムScoilを排出することができる。
After the oil-containing wastewater Woil (separated water) is separated from the oil-containing scum Scoil in the
図2は、含油スカムScoilの量と,含油スカムScoilの削減率および含油排水Woil(分離水)中の油の量と,の関係についての実験結果を示した説明図であり、図3は、含油スカムScoilに出力される超音波周波数と削減率との関係についての実験結果を示した説明図であり、図4は、超音波発振器8の出力と削減率との関係についての実験結果を示した説明図であり、図5は、含油スカムScoilの液面に対する超音波振動子4の上面4aの傾斜角度と変化率との関係についての実験結果を示した説明図である。
Figure 2 is an explanatory diagram showing the experimental results regarding the relationship between the amount of oil-containing scum scoil, the reduction rate of the oil-containing scum scoil, and the amount of oil in the oil-containing wastewater Woil (separated water); Figure 3 is an explanatory diagram showing the experimental results regarding the relationship between the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum scoil and the reduction rate; Figure 4 is an explanatory diagram showing the experimental results regarding the relationship between the output of the
含油スカムScoilの量と含油スカムScoilの削減率との関係は、図2に示すように、含油スカムScoilの量が増加するのに伴って削減率は減少する傾向を示す。ここで、削減率とは、含油スカムScoilから含油排水Woil(分離水)が除去されたことによる容積の低減率として規定され、具体的には、「貯留槽2内における減容化前(処理前)の含油スカムの容積」から「貯留槽2内における減容化後(処理後)の含油スカムの容積」を減じた値を「貯留槽2内における減容化前(処理前)の含油スカムの容積」で除した後、100を乗じた値として規定される。ここで、含油排水Woil(分離水)中の油の量(ノルマルヘキサン抽出物質量、以下、「n-Hex」という。単位は、<mg/L>)は、数値が大きいほど含油排水Woil(分離水)中に多くの油が溶け込んでいることを示し、水質が悪化することを意味する。なお、含油スカムScoilの量が45Lの場合に、削減率およびn-Hexともに最も小さい値を示しているが、処理効果が不安定であり、かつ、処理時間が長く掛かるという結果となった。以上の結果より、本実施の形態では、含油スカムScoilの量は、20L以上30L以下、好ましくは30Lとした。
The relationship between the amount of oil-containing scum Scoil and the reduction rate of oil-containing scum Scoil shows a tendency for the reduction rate to decrease as the amount of oil-containing scum Scoil increases, as shown in Figure 2. Here, the reduction rate is defined as the reduction rate of the volume due to the removal of oil-containing wastewater Woil (separated water) from the oil-containing scum Scoil, and specifically, it is defined as the value obtained by subtracting the "volume of the oil-containing scum after volume reduction (after treatment) in
含油スカムScoilに出力される超音波周波数と削減率との関係は、図3に示すように、40kHz付近において最も高い削減率を示す結果となった。当該結果より、本実施の形態では、含油スカムScoilに出力される超音波周波数は、20kHz以上100kHz以下、好ましくは約40kHzとした。 As shown in Figure 3, the relationship between the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum coil and the reduction rate shows that the highest reduction rate is observed around 40 kHz. Based on these results, in this embodiment, the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum coil is set to 20 kHz or more and 100 kHz or less, preferably about 40 kHz.
超音波発振器8の出力と削減率との関係は、図4に示すように、出力が600Wのときに最も大きい削減率を示す結果となった。出力を600Wより大きくすると、分離された含油排水Woil(分離水)の水質が低下し、出力を400W未満にすると、処理時間が長くなってしまう。以上の結果より、本実施の形態では、超音波発振器8の出力は、400W以上600W以下、好ましくは600Wとした。即ち、超音波発振器8が、含油スカムScoil1Lあたり20W以上30W以下、好ましくは20Wの高周波電力を超音波振動子4に供給する構成である。なお、含油スカムScoilに出力される超音波周波数を40kHzおよび超音波発振器8の出力を600Wに設定した場合、削減率は平均で39%を示した。
As shown in FIG. 4, the relationship between the output of the
含油スカムScoilの液面に対する超音波振動子4の上面4aの傾斜角度と変化率との関係は、図5に示すように、傾斜角度が約17.5度において変化率が最も大きい値を示す結果となった。ここで、変化率とは、含油スカムScoilの液面に対する超音波振動子4の上面4aの傾斜角度が0度のときを1としたときの削減率の増減割合として規定される。以上の結果より、本実施の形態では、含油スカムScoilの液面に対する超音波振動子4の上面4aの傾斜角度は、15度以上25度以下、好ましくは約20度とした。
As shown in FIG. 5, the relationship between the inclination angle of the
以上、説明した本実施の形態に係る本発明の含油排水分離装置1によれば、超音波振動子4の上面4aが、含油スカムScoilの液面に対して20度の傾斜角度を有するように、超音波振動子4を貯留槽2に設置するのみであるため、省スペースかつ簡易な構造で含油スカムScoilから含油排水Woil(分離水)やゴミを分離できる。しかも、上面4aが含油スカムScoilの液面に対して傾斜しているため、含油スカムScoilから分離された含油排水Woil(分離水)が上面4aに滞留することがない。即ち、超音波振動子4の上面4aには、常に含油スカムScoilが存在することになるため、キャビテーション効果による含油スカムScoilからの含油排水Woil(分離水)やゴミの分離を促進することができる。この結果、低コストで含油スカムScoilの減容化を実現し得ると共に産廃排出量の削減も図ることができるため、産廃処理費用の削減に寄与することができる。
According to the oil-containing
また、本実施の形態に係る本発明の含油排水分離装置1によれば、超音波振動子4と、貯留槽2の底壁2aとの間に空間Rが存在するため、上面4aを流下した含油排水Woil(分離水)が、当該空間Rに流れ込み、対流効果によって当該空間Rに滞留している含油スカムScoilを貯留槽2の上方に移動させることができる。これにより、キャビテーション効果による含油スカムScoilからの含油排水Woil(分離水)やゴミの分離を促進することができる。
In addition, according to the oil-containing
さらに、本実施の形態に係る本発明の含油排水分離装置1によれば、超音波振動子4の上面のうち含油スカムScoilの液面に最も近い部位と、当該含油スカムScoilの液面と、の距離が5cm以上となるように設定するため、含油スカムScoilの液面に激しい振動が生じることを防止できる。これにより、含油スカムScoilの減容化効果が低減することを抑制することができる。
Furthermore, according to the oil-containing
また、本実施の形態に係る本発明の含油排水分離装置1によれば、含油スカムScoilの量を30Lに設定すると共に、含油スカムScoilの温度を10℃以上40℃以下に設定し、さらに、含油スカムScoilに出力される超音波周波数を40kHzに設定すると共に、超音波発振器8の出力を600Wとしたため、含油スカムScoilの粘度が高くなることにより、減容化後の含油スカムScoilの処理が困難になるといった不都合や、減容化後の含油スカムScoilや浮上油が超音波の効果で含油排水Woilに溶け込み分離効果が低下してしまうといった不都合、あるいは、分離された含油排水(分離水)の水質が悪化するといった不都合を抑制できる。これにより、含油スカムScoilから含油排水Woil(分離水)やゴミをより効果的に分離することができる。
In addition, according to the oil-containing
本実施の形態では、超音波振動子4は載置台6の載置面6aに載置することで、上面4aを含油スカムScoilの液面に対して約20度傾斜させると共に、超音波振動子4と貯留槽2の底壁2aとの間に空間Rを設ける構成としたが、これに限らない。例えば、図6に示す変形例の含油排水分離装置1Aに例示するように、超音波振動子4の一端を持ち上げることにより、上面4aを含油スカムScoilの液面に対して約20度傾斜させると共に、超音波振動子4と貯留槽2の底壁2aとの間に空間Rを設ける構成としても良い。
In this embodiment, the
本実施の形態では、超音波振動子4の上面4aを含油スカムScoilの液面に対して約20度傾斜させたが、15度以上25度以下であれば如何なる傾斜角度であっても良い。
In this embodiment, the
本実施の形態では、貯留槽2には30Lの含油スカムScoilを貯留すると共に、超音波発振器8から超音波振動子4に供給される高周波電力を600Wとしたが、これに限らない。例えば、貯留槽2には20L以上30L以下の含油スカムScoilを貯留すると共に、超音波振動子4に400W以上600W以下の高周波電力を供給する構成、即ち、超音波発振器8が、含油スカムScoil1Lあたり20W以上30W以下の高周波電力を超音波振動子4に供給する構成としても良い。
In this embodiment, the
本実施の形態では、含油スカムScoilに出力される超音波周波数を40kHzとしたが、20kHz以上100kHz以下であれば如何なる周波数であっても良い。 In this embodiment, the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum coil is 40 kHz, but any frequency between 20 kHz and 100 kHz can be used.
本実施の形態では、超音波振動子4の上面4aを含油スカムScoilの液面に対して傾斜させたが、これに限らない。例えば、図7に例示する変形例の含油排水分離装置1Bに示すように、超音波振動子4の上面4aを含油スカムScoilの液面に対して傾斜させることなく、載置台6Bによって超音波振動子4をかさ上げした状態で載置する構成としても構わない。
In this embodiment, the
本実施の形態では、専用のヒーターによって含油スカムScoilを加熱する構成としたが、これに限らない。専用のヒーターに替えて、含油スカムScoilに熱伝達可能な位置に配置された機器、例えば、超音波振動子4などから生じる熱によって含油スカムScoilを加熱する構成としても良い。
In this embodiment, the oil-containing scum coil is heated by a dedicated heater, but this is not limited to the above. Instead of a dedicated heater, the oil-containing scum coil may be heated by heat generated by a device arranged in a position where heat can be transferred to the oil-containing scum coil, such as an
本実施の形態では、温度調節器30は、ヒーターと、開閉器と、温度センサと、制御装置と、を有し、含油スカムScoilの温度が所望の温度を維持するように開閉器を制御する構成としたが、これに限らない。例えば、温度調節器30は、冷却器と、当該冷却器に通電する電流を断続可能な第2開閉器と、をさらに有し、含油スカムScoilの温度が所望の温度を維持するように開閉器および第2開閉器を制御する構成としても良い。
In this embodiment, the
本実施の形態は、本発明を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本発明は、本実施形態の構成に限定されるものではない。 This embodiment shows an example of a form for implementing the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the configuration of this embodiment.
1 含油排水分離装置(含油排水分離装置)
1A 含油排水分離装置(含油排水分離装置)
1B 含油排水分離装置(含油排水分離装置)
2 貯留槽(貯留槽)
2a 底壁(底面)
2b 側壁
4 超音波振動子(振動子)
4a 上面(上面)
6 載置台
6B 載置台
6a 載置面
8 超音波発振器(発振器)
10 バルブ付き吐出配管
12 バルブ付き吐出配管
90 油水分離槽
30 温度調節器(温度調節器)
L 電力ライン
Scoil 含油スカム(含油スカム)
H ホース
P ポンプ
Foil 浮上油
Woil 含油排水
Slg スラッジ
R 空間
1. Oil-containing wastewater separation equipment (oil-containing wastewater separation equipment)
1A Oil-containing wastewater separation device (oil-containing wastewater separation device)
1B Oil-containing wastewater separation device (oil-containing wastewater separation device)
2. Storage tank (storage tank)
2a Bottom wall (bottom surface)
4a Top surface (top surface)
6 Mounting table 6B Mounting table
10 Discharge pipe with
L Power line Scoil Oil-containing scum (oil-containing scum)
H Hose P Pump Foil Floating oil Woil Oil-containing wastewater Slg Sludge R Space
Claims (10)
底面を有すると共に前記含油スカムを貯留可能な貯留槽と、
前記含油スカムの液面側を向く上面を有し、該上面が前記液面に対して所定角度傾斜した状態、かつ、前記底面との間に空間を有する態様で前記貯留槽内に配置される振動子と、
該振動子に高周波電力を供給可能に該振動子に電気的に接続された発振器と、
を備える含油排水分離装置。 An oil-containing wastewater separation apparatus for reducing the volume of oil-containing scum,
a storage tank having a bottom surface and capable of storing the oil-containing scum;
a vibrator having an upper surface facing the liquid surface of the oil-containing scum, the upper surface being inclined at a predetermined angle with respect to the liquid surface and having a space between the upper surface and the bottom surface ;
an oscillator electrically connected to the vibrator so as to be able to supply high frequency power to the vibrator;
An oil-containing wastewater separation device comprising:
請求項1に記載の含油排水分離装置。 2. The oil-containing wastewater separation apparatus according to claim 1, wherein the upper surface has an inclination angle of 15 degrees to 25 degrees, preferably about 20 degrees, relative to the liquid surface.
請求項1または2に記載の含油排水分離装置。 The oil-containing wastewater separation apparatus according to claim 1 or 2, wherein the vibrator is arranged in the storage tank so that a distance between the liquid level and a part of the upper surface closest to the liquid level is 5 cm or more.
請求項1ないし3のいずれか1項に記載の含油排水分離装置。 4. The oil-containing wastewater separation apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic frequency output to the oil-containing scum is 20 kHz or more and 100 kHz or less, preferably about 40 kHz.
前記高周波電力は、400W以上600W以下、好ましくは600Wである
請求項1ないし4のいずれか1項に記載の含油排水分離装置。 The oil-containing scum stored in the storage tank is 20 L or more and 30 L or less, preferably 30 L,
The oil-containing wastewater separation apparatus according to any one of claims 1 to 4 , wherein the high-frequency power is 400 W or more and 600 W or less, preferably 600 W.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の含油排水分離装置。 The oil-containing wastewater separation apparatus according to any one of claims 1 to 5 , wherein the oscillator supplies the vibrator with high-frequency power of 20 W or more and 30 W or less, preferably 20 W, per 1 L of the oil-containing scum.
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の含油排水分離装置。 The oil-containing wastewater separation apparatus according to any one of claims 1 to 6 , further comprising a temperature regulator capable of adjusting the temperature of the oil-containing scum to 10°C or higher and 40°C or lower.
(a)貯留槽に前記含油スカムを貯留し、
(b)前記含油スカムの液面に対して上面が所定角度傾斜した状態、かつ、前記振動子と前記貯留槽の底面との間に空間を有する態様で振動子を前記貯留槽内に配置し、
(c)前記振動子に高周波電力を供給する
含油排水分離方法。 A method for separating oil-containing wastewater for reducing the volume of oil-containing scum, comprising:
(a) storing the oil-containing scum in a storage tank;
(b) arranging an oscillator in the storage tank such that the upper surface is inclined at a predetermined angle with respect to the liquid level of the oil-containing scum and such that there is a space between the oscillator and a bottom surface of the storage tank ;
(c) A method for separating oil-containing wastewater, comprising: supplying high-frequency power to the vibrator.
請求項8に記載の含油排水分離方法。 The oil-containing wastewater separation method described in claim 8, wherein step (b) includes a step of placing the transducer in the storage tank so that the upper surface is inclined at an angle of 15 degrees or more and 25 degrees or less, preferably about 20 degrees, relative to the liquid level.
請求項8または9に記載の含油排水分離方法。 The oil-containing wastewater separation method described in claim 8 or 9, wherein step (b) includes a step of placing a vibrator in the storage tank so that the distance between the part of the upper surface closest to the liquid level and the liquid level is 5 cm or more.
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