JPH01130780A - 含油廃水処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、金属加工等の分野で使用する乳化油の廃油の
油水分離処理方法に関する。

［従来の技術］ 水溶性潤滑油や難燃性作動液など水に油が懸濁した状態
の含油水は、多くの工業分野で利用されている。これら
の含油水は、一般に廃液あるいは他の水等と混合された
廃水として出てくるため、各種の方法で処理をしている
。浦の濃度が低い場合は凝集法などでそのまま廃水処理
をする場合もあるが、浦の濃度が高い場合は出来るだけ
水側に油分が残らないような処理をする必要がある。

浦の粒子径が数１０μｍ以上の比較的大きいものは、重
力分離法が適用出来るが、水溶性の潤滑油などの廃液中
の油分は微粒子として分散し、又は乳化している場合が
多く、サブミクロンから１０μｍ前後の領域内にあり、
重力分離法は不可能である。従って従来は塩析法、凝集
法、酸分解法などの主として化学的或いは電気化学的方
法が用いられていたが、一般に潤滑油などの組成は不明
である場合が多く、十分な処理が出来ていないのが現状
である。又、化学的方法では、薬品を加えて処理するた
めコスト面や新たにスラッジの発生を伴うなどの問題が
多い。

以上の廃水処理又はその前処理としての油水分離の外に
、油あるいは水そのものの再利用や回収を目的とする利
用の分野もある。この分野では、分離された物の物性は
元の状態に出来るだけ近い方が好ましいことから物理的
分離法が採られ工業的には重力分離法や遠心分離法など
比重差を利用した方法と逆浸透や限外？濾過などの膜に
よる分離法が利用されている（特開昭４９−１２７８７
３．特開昭６２−１２７８７３参照）。比′ｉｆｉ差を
利用する方法には適用に限界があり、粒子径が微細化し
たものは、膜による分離法が主として用いられるようで
ある。

この膜分離法は、膜の孔径あるいは通路の大きさにより
、分離出来る溶質が決り、処理能力も異なる。逆浸透や
限外才濾過は特定の分野で実用化されているが、処理コ
ストか高くなるため適用される範囲は限定、される。膜
の孔径がより大きい精密ン濾過膜（超濾過膜も含む）の
範囲では、通常全ン濾過て使用することが一般的である
が、最近、ｉ濾過効率の低下が経時的に大きく問題とな
る場合には、クロスフローン濾過が試みられるようにな
っている。

しかし、膜分離技術の歴史が浅いため、膜の目詰りの回
復などの解決すべき問題が多く、実用化されている分野
は限られている（特開昭５８−１８３９８１参照）。又
、精密ン濾過のクロスフロ一方式による分離については
、液に含まれる固形成分によるン濾過膜生成が期待出来
る固−液分離の場合には、実用化が進んで来ているか油
水分離のような液−液分離は技術的未解決の問題が多く
、実用に供されている例が少ないのが現状である。

［発明が解決しようとする問題点］ 金属の加工に使用する潤滑油は、一般に界面活性剤によ
り微細な油滴が水中に安定したエマルジョンとなってい
て比重、差を利用した浮上分離（重力分離）では分離出
来ない。

従って、従来から酸分解によりエマルジョンを破壊し凝
集浮上し分離する方法とか、あるいは塩析法により凝集
沈澱させて分離するなどの方法が用いられて来ているが
、必らずしも満足出来る油水分離方法ではない。アルミ
板の深絞り加工などに用いる潤滑油は、特に製品の品質
に影響するため安定したエマルジョンが要求され、ノニ
オン系の界面活性剤を始め、防パイ剤その他多種の添加
剤により、複雑な物理的或は化学的特性を有するものに
合成されている。加えて、廃油中には、工程排水はもと
より金属粉、塵埃などの固形物や浮遊物の混入もあり、
組成性状の変動があることが多い。

ノニオン系の界面活性剤を使用した乳化油の油水分離の
困難さに加えて上記のように、被処理液の組成、物性、
性状等の多様性のため、従来の方法では、効率的な処理
は困難であった。このことは一般に廃水処理の前処理と
して油水分離をする場合などは廃水処理の性能などに影
響を与えることになることを意味する。そのため、最近
では電気分解法、溶剤抽出法、膜分離法などが試みられ
ているが、操作面、コスト面など必らずしも満足出来る
状況には到っていない。上記方法のうち膜分離法は化学
的処理方法とは異なり、数多くの特徴、例えば、薬剤添
加が不要、スラッジが出ない、被処理液の組成、特に濃
度などの変動に左右されないなど優れた面を持っている
ので、今後期待される方法である。にも拘らず、まだ乳
化油の処理方法として一般に採用されていないのは、膜
の材質の選定と使用方法の難しさにあると考えられる。

それは被処理液のｐｌ＋の変動や組成の変動などに対す
る化学的安定性や透過性能及び透過流束単位時間当りに
単位？濾過膜を通過する流量の安定性（目詰りのしにく
さ）、膜の洗浄性など選定の際考慮すべき要因が多いた
めである。

本発明は、乳化油廃油の油水分離のクロスフロー濾過に
おいて、上記問題点を実質的に解消する方法を提供する
。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の要旨は、被処理液中の油分が０，５μｍ以上の
油粒子９５％（累積粒度分布）以上である乳化油廃液の
油水分離を行なう処理方法において、濾過膜の孔径が０
．２μｍ以下の非対称膜モジュールを使用し、クロスフ
ロー濾過により温度範囲３０〜８０℃、平均透過圧力差
０．５〜１０ｋｇ　ｆ　／ｃ−モジュール内循環流速１
〜ｌＯｍ／ｓの？濾過条件下で油水分離を行なうことを
特徴とする処理方法にある。

本発明が適用できるのは油分が懸濁している水である。

油分としては主成分が鉱物質植物質はもちろん、脂肪酸
やエステルであっても良い。例えば各種金属加工工程で
用いられるクーラント等が対象となる。油分と水との割
合はＯ，１ｗｔ％程度のものから５０ｗｔ９６以上の濃
縮されたものまで、広範囲に適用できる。

水中に懸濁している油分は、サイズがサブミクロンから
数十μｍ、平均２〜３μｍの微粒子となって懸濁してい
る。

本発明による処理方法は７８度が変化しても安定して処
理することができる。また、曲以外の夾雑物が混入して
いる場合でも適用することができる。

本発明において、油粒子を主とする微細な懸濁物質を分
離する濾過膜としては、精密濾過膜であっても限外濾過
膜であっても良いが、被処理液に分散、懸濁している粒
子の大きさ、種類によって適宜選択するもので、膜の目
詰りにより透過流束の低下が少なく、また目詰りした場
合に復帰させるのに効果的なものであれば良い。一般的
には、目的とする分離が出来る限り、孔径は大きい方が
良いが、０．００１〜０．２μｍであることが好ましい
。

膜の材質は温度的には８０℃以下で性能に変化がないこ
とが望ましく、又、化学的にも酸やアルカリに対し安定
なものが望ましい。それは膜の使用環境から要求される
条件であり、セラミックはこれらの条件に対し優れた性
質を有しているために最適である。しかし、必らずしも
材質をセラミックに限定するものではなく、有機膜や金
属膜なども使用条件により適用出来る。

又、膜の構造として非対称膜を使用するのは、膜の厚さ
が極めて薄いため濾過抵抗が少なくなることの利点があ
るだけでなく、膜の洗浄性の面で有利だからである。乳
化油廃液は金属粉、塵埃などの固形物や浮遊物が混入し
ている微細な油の粒子が分散懸濁しているエマルジョン
であるため、膜の表面や内部に付若あるいは入り込んで
目詰り現象を起こし、透過流束の低下をもたらすことは
避けられない。いかに透過流束の低下を抑えるか又、目
詰りした膜の機能をいかに回復させるかが重要であり、
セラミックに限らず非対称構造は目詰りの回復に対し有
利である。特に油水分離のような液−液分離の場合は固
−液分離の場合と異なり、スラッジ層（フィルターケー
キ、又は動的膜とも言う）の生成がないため、阻止すべ
き粒子はすべて膜に依存せざるを得ない、このような濾
過のメカニズムの相違のため、固−液分離の場合よりク
ロスフローン濾過における透過流束の安定が得られに＜
＜、膜機能の回復が極めて重要となる。

目詰り原因物質は、阻止されるべき懸濁又は分散状態の
液体粒子が主であるが（その他の夾雑物の存在する場合
は固形物もある）、膜機能回復のためには、この目詰り
原因物質を定期的に取り除く必要があり、その方法とし
て、洗浄操作を行なう。油水分離の場合は主に洗浄剤と
して洗剤を使用するが、夾雑物による目詰りに対しては
、塩酸などの溶液を使用すると効果がある。いずれの場
合も、目詰り原因物質の排除には拡散現象が深く関与す
ると考えられるため、膜の厚さは薄い非対称構造膜が適
している。

被処理液の温度については、装置内の循環による発熱を
利用して出来るだけ高い温度で運転することが望ましい
。被処理液の温度を高くするのは被処理液の粘度が低下
するため、透過流束の増加、装置内循環抵抗の減少等に
よる処理エネルギーコストの低減を計ることにあるが、
また濃縮が進行するにつれて循環液の油分濃度が上昇し
、従って粘度が上昇するために循環ポンプの容量を濃縮
時に耐えるものにしておく必要があるが、処理温度を高
くすることにより循環ポンプの容量を小さくすることが
出来るためでもある。なお、被処理液の温度は、乳化油
の種類により異なり、３０〜８０℃の範囲が好ましい。

なお、第２図に濃縮液の温度と粘度の関係の１例を示す
。

圧力については、分離膜の両側の圧力差が透過流束に関
係するが、クロスフローン濾過の場合この圧力差は濾過
モジュールの上流側と下流側では差が出て来る。この平
均の透過圧力差は、一般に透過流束が一定値になる値が
あることが知られているが実際には、膜の孔径、油粒子
径、処理液の特性、目詰り、或いは濃縮率などの要因を
考慮し決定すべきで乳化油廃油の場合は０．５〜ｌｏｋ
ｇ　ｆ　／ｃｊが好ましい。

モジュール内循環流速については、一般に流速の大きい
方が透過流束は大きくなることが知られているが、乳化
油の分離の場合濃縮による液の物性の変化が伴うため１
〜１０ｍ／ｓの範囲が好ましい。

処理液は循環処理していくうちに次第に濃縮され、所定
の濃度に達したものは残渣として取出し廃棄処分とする
。一方ン戸液の方は清浄水となって通常の排水処理に付
されたり、再利用が可能となる。

循環処理中分離膜の目詰りが生じた場合は、適宜公知の
洗浄手段を加えて回復をはかる。

［実　施　例］ 以下、本発明の実施例について説明する。

第１図は、実施に用いた装置の概要を示す。

メツシュフィルター１により比較的粗大な夾雑物ＣＡＩ
加工屑等）が前処理として取り除かれた原液は、原液タ
ンク２（容量５ＯＮ）に入りポンプ３（吐出量可変）に
より濾過器４に圧送される。

濾過器４の膜モジュールとしては、アルミナ系の非対称
膜モジュール（東芝セラミックス沖製、膜孔径０．１μ
ｍマルチタイプ長さ７５０　ｌｌｌ５７Ｆ”過面積０．
１８ｒｒｒ）を用いた。原液は大部分が循環液となり、
配管５を経て原液タンク２に戻り、一部は濾過水として
配管６より排出する。酒過器４の入口側および出口側に
は、圧力計７および圧力計８が設けられ、さらに、ン濾
過圧力を設定するための弁９が配管５に設けられている
。ン濾過水排出のための配管６には、弁１０が設けられ
ているが、これは逆洗時に使用する。

逆洗操作は、予め弁ｌＯを閉じて逆洗シリンダー１１の
ピストン１２を後退させン濾過水を取り込んでおき、逆
洗操作時期にピストン１２を前進させン濾過水を押し出
し行なう。なお、原液タンク２には、原液の温度を調整
するためのヒータ１３、攪拌機１４および温度計１５が
設けられている。

運転条件を原液温度４５℃、モジュール内循環流速４ｍ
／ｓ％濾過器出口側圧力（圧力計８の指示圧力）０．５
ｋｇｆ／ｃｄとして油水分離を行なった結果を第１表に
示す。但し表中の油分はへキサン抽出物質の値である。

第　　　１　　　表 ［発明の効果コ 以上詳説したとおり、本発明によれば微細粒子として懸
濁した油水を含む含油廃水を連続的に効率良く処理でき
る。

特に油の種類により添加薬品を選択するといったわずら
れしさが無く、種々雑多のものがいり混った廃水の処理
に有効である。本発明による場合は油分の濃度に影響さ
れることなく、広範囲に適用できる。また、副生物の生
成もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用する装置の構成の一例を示す説明
図、第２図はへキサン抽出物質６６．１％を含む濃縮油
分の温度と粘度の関係を示す図である。 特許出願人　　昭和アルミニウム缶株式会社昭和エンジ
ニアリング株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クロスフローろ過により乳化油廃液を処理するにあたり
   、ろ過膜の孔径が０．２μｍ以下の非対称膜モジュール
   を使用し、処理温度３０〜８０℃、平均透過圧力差０．
   ５〜１０ｋｇｆ／ｃｍ＾２、モジュール内循環流速１〜
   １０ｍ／ｓｅｃの条件下でクロスフローろ過することを
   特徴とする含油廃水処理方法。