JPH07185206A

JPH07185206A - 油水分離方法および油水分離装置

Info

Publication number: JPH07185206A
Application number: JP33794993A
Authority: JP
Inventors: Yuji Hirano; 裕司平野; Hiroshi Yorita; 浩寄田; Takashi Yoshikawa; 隆志吉川; Shinobu Okada; 忍岡田
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25
Anticipated expiration: 2017-12-09
Also published as: JP3354257B2

Abstract

(57)【要約】【目的】油水混合液から水の含有率が低い油を回収す
るための油水分離方法、および油水分離装置を提供す
る。【構成】供給路２２の循環ポンプ２０と原液タンク２
４との間には三方弁５２が設けられており、その三方弁
５２には、油導入バルブ５４を備えた油導入路５６を介
して油タンク５８が接続されている。この三方弁５２
は、循環ポンプ２０を、原液タンク２４或いは油導入路
５６に択一的に接続するものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油水混合液から水分含
有率の低い油を回収するための油水分離方法および油水
分離装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】食品製造、繊維処理、機械加工、或いは
石油精製等の生産工程或いは廃液の処理工程において
は、その工程の一部として油水混合液を油と水とに分離
する分離処理も行われている。従来、上記分離処理の方
法としては、比重分離、加圧浮上分離、遠心分離、吸着
分離、電気的方法等が行われてきたが、近年では、高濃
度分離が可能且つ省エネルギの点で有利な、逆浸透法、
精密濾過法、限外濾過法等の膜分離方法が注目されてい
る。このような油水混合液の膜分離方法として、特開昭
５４−１５２６８０号公報に示されるような高分子多孔
膜を用いる方法や、或いは、特開平１−１３９１０７号
公報に示されるようなセラミックフィルタを用いる方法
がある。

【０００３】

【発明が解決すべき課題】ところで、例えば、金属、セ
ラミックス等の研削加工においては、研削油を循環して
用いているが、その研削油には多くの水分が含まれてい
くため、その研削油を長期間用いるためには、研削性能
に影響が生じる含水率（一般に０．１ｖｏｌ％程度）と
ならないように、研削油中の水分を分離除去することが
必要である。このような、油水混合液から水分含有率の
低い油を回収するために上記膜分離方法の利用が考えら
れるが、前記公報に開示されているような従来の膜分離
方法は、一般に油水混合液から油の含有率の低い水を回
収するための技術である。すなわち、上記従来の膜分離
技術は、濾過膜を透過する際の速度が水と油とではその
粘度の差に起因して大きく異なることを利用するもので
あり、粘度の低い水の透過速度が粘度の高い油に比して
大きいため透過液中の水分含有率が原液に比して高くな
るのである。そして、原液すなわち油水混合液から比較
的油の含有率が低い水が回収されるため、原液は濃縮さ
れることになるが、その濃縮された原液においても水の
含有率は比較的高く、したがって、油水混合液から水分
含有率の低い油を回収することは一般に困難であった。
そのため、例えば研削油において上記のように研削性能
に影響が生じる含水率となった場合には、その研削油は
廃液として処理する以外にないという問題があったので
ある。

【０００４】本発明は、以上の事情を背景として為され
たものであって、その目的は、油水混合液から水分含有
率が低い油を回収するための油水分離方法、および油水
分離装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための第１の手段】斯かる目的を達成
するため、本発明の油水分離方法の要旨とするところ
は、濾過膜によって分離された第１室および第２室を有
する濾過器を用いて、油水混合液から水分含有率の低い
油を回収するための油水分離方法であって、(a) 前記濾
過膜に油を予め含浸する油含浸工程と、(b) その油含浸
工程の後に、前記油水混合液を所定圧力で前記濾過器の
第１室に循環させることにより前記水分含有率の低い油
を前記濾過膜を通してその濾過器の第２室へ濾過させる
濾過工程とを含むことにある。

【０００６】

【作用および第１発明の効果】このようにすれば、濾過
工程に先立って濾過膜に油が予め含浸されるため、濾過
膜の細孔は水を通し難く、油を通し易い状態となる。し
たがって、従来の膜分離方法とは反対に濾過膜を通して
水の含有率が低い油が回収されるのである。なお、濾過
膜への油の含浸状態は、膜表面に油膜が形成される程
度、或いは細孔内に油が満たされる程度の何れであって
も同様な効果が得られる。

【０００７】

【課題を解決するための第２の手段】前記の目的を達成
するため、本発明の油水分離装置の要旨とするところ
は、濾過膜によって分離された第１室および第２室を有
する濾過器を備え、油水混合液を所定圧力でその濾過器
の第１室に循環させることにより水分含有率の低い油を
上記濾過膜を通してその濾過器の第２室へ濾過させて回
収する形式の油水分離装置であって、(a) 油供給源と、
(b) 前記油水混合液を前記第１室に循環させるに先立っ
て、その油供給源からの油をその第１室に導入して前記
濾過膜に含浸させる油導入手段とを、含むことにある。

【０００８】

【作用および第２発明の効果】このようにすれば、油水
混合液の濾過器の第１室に対する循環に先立って、油導
入手段により、油供給源からの油が濾過器の第１室に導
入されて濾過膜に含浸させられる。したがって、その
後、油水混合液が循環させられることによって前記第１
発明と同様に濾液として水の含有率が低い油が回収され
るのである。なお、本装置においても、前記第１発明と
同様に、濾過膜への油の含浸状態は、膜表面に油膜が形
成される程度、或いは細孔内に油が満たされる程度の何
れであっても良い。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図面を参照して
説明する。

【００１０】図１は、本発明の油水分離装置の一例の構
成を示す図である。図において、濾過器１０は、例えば
円筒状の二重構造とされたもので、その内部はセラミッ
クフィルタ１２によって二室に仕切られている。一方の
第１室１４の一端部に設けられた原液導入口１６は、供
給バルブ１８と循環ポンプ２０とを備えた供給路２２を
介して原液タンク２４に接続されており、他端部に設け
られた原液排出口２６は、戻しバルブ２８を備えた戻し
路３０を介してその原液タンク２４に接続されている。
また、濾過器１０の外周面の上記原液排出口２６側の端
部には濾液排出口３２が設けられており、濾過器１０内
の他方の第２室３４は、濾液出口バルブ３６を備えた濾
液路３８を介して濾液タンク４０に接続されている。濾
液タンク４０内の濾液すなわち水分含有率の低い油は、
三方弁４２を介して送液ポンプ４４によって図示しない
次工程に送液されて再利用される。一方、濾過器１０の
外周面の上記原液導入口１６側の端部には、濾液導入口
４６が設けられており、上記第２室３４は、逆洗バルブ
４８を備えた逆洗路５０を介して上記三方弁４２に接続
されている。なお、本実施例においては、上記セラミッ
クフィルタ１２が濾過膜に相当する。

【００１１】また、上記供給路２２の循環ポンプ２０と
原液タンク２４との間には三方弁５２が設けられてお
り、その三方弁５２には、油導入バルブ５４を備えた油
導入路５６を介して油タンク５８が接続されている。こ
の三方弁５２は、循環ポンプ２０を、原液タンク２４或
いは油導入路５６に択一的に接続するものである。な
お、濾液路３８の途中にはガラス管６０が備えられてお
り、濾液路３８への油の到達が確認できるようになって
いる。本実施例においては、三方弁５２および油導入路
５６が油導入手段に相当する。

【００１２】上記セラミックフィルタ１２は、例えばア
ルミナ質セラミックス等から成るものであって、例えば
０．０５乃至３μｍ程度の範囲内において任意の大きさ
の比較的均一な細孔を有する濾過膜を内周面に備えて円
筒状に形成されている。前記濾過器１０は、例えばステ
ンレス等の円筒状容器６２内に上記セラミックフィルタ
１２が固定されて構成されており、セラミックフィルタ
１２は、その端面においてＥＰゴムやシリコンゴム等に
よってシールされて、その円筒状の内周面すなわち濾過
膜が前記供給路２２および戻し路３０のみに連通させら
れている。これにより、前記第２室３４は密閉された円
筒状に形成されている。なお、上記細孔の大きさは、濾
過を行う原液に応じて適宜選択されるものである。

【００１３】上記のように構成された油水分離装置を用
いて、水を含有する研削油（原液）から水を分離する方
法を以下に説明する。三方弁５２を循環ポンプ２０に油
導入路５６が接続された状態で、供給バルブ１８、濾液
出口バルブ３６および油導入バルブ５４を開弁し、戻し
バルブ２８および逆洗バルブ４８を閉弁状態とする。次
いで循環ポンプ２０を運転すると、油タンク５８内の油
が濾過器１０に送られる。このとき、戻しバルブ２８が
閉じられているため、セラミックフィルタ１２には比較
的高い圧力が加えられ、その濾過膜の細孔に油が含浸さ
れる。この含浸は、前記ガラス管６０内に油が到達する
まで行われ、これにより、確実に濾過膜に油が含浸され
る。本実施例においては、この工程が油含浸工程に相当
する。その後、戻しバルブ２８を開弁すると共に三方弁
５２を循環ポンプ２０が原液タンク２４に接続されるよ
うに切り換えると、原液タンク２４内の油水混合液が濾
過器１０の第１室１４を所定圧にて圧送されて濾液排出
口３２から濾液すなわち水を含まない油が回収され、濾
液タンク４０に蓄えられる。油水混合液は原液タンク２
４から連続的に圧送されており、濾過膜を油が透過する
ことによって水の含有率を高くされて原液タンク２４に
戻り、繰り返し濾過器１０内を循環させられる。

【００１４】表１は、上記の油水分離装置によって水を
含んだ研削油から水を分離した結果を示したものであ
る。なお、セラミックフィルタ１２には、直径１０ｍ
ｍ、長さ３００ｍｍで、平均細孔径０．２μｍの濾過膜
が形成された、直径７ｍｍの原液通路が１９個設けられ
ている円筒状のフィルタを用い、濾過操作は、濾過圧力
１００ｋＰａ、膜面流速３ｍ／ｓで行い、研削油の粘度
は３０℃において２．３ｃＳｔであった。また、濾過前
後の含水率の測定は、携帯用水分測定器｛浅野ケミカル
ズ（株）製ＡＱＵＡＴＥＳＴＦＩＮＡ｝で行っ
た。その結果、５〜９５ｖｏｌ％の何れの含水率の研削
油の場合にも、濾液中の含水率は０．０１％以下であっ
た。なお、この水分測定器の検出限界は０．０１ｖｏｌ
％であり、何れの場合にも検出限界以下であった。一般
に、研削油の場合には含水率が０．１ｖｏｌ％以下であ
れば研削性能に関して問題が生じず、新油の場合にも含
水率が０．０５〜０．０８ｖｏｌ％程度の場合があるこ
ととから考えると、本実施例によれば極めて低い含水率
の研削油が得られることが明らかである。なお、参考ま
でに油含浸工程を実施せずに濾過を行った場合の濾液の
含水率を併せて示すが、濾液の含水率は殆どの場合原液
の含水率よりも高くなる。

【００１５】

【表１】

【００１６】なお、前記の逆洗バルブ４８および逆洗路
５０は、濾液タンク４０内に貯留された油を用いてセラ
ミックフィルタ１２の洗浄を行うためのものであり、予
め定められた所定の間隔、例えば２４時間毎に、循環ポ
ンプ２０を停止すると共に濾液出口バルブ３６を閉弁
し、逆洗バルブ４８を開弁すると共に三方弁４２を送液
ポンプ４４と逆洗路５０とが接続される位置に切り換え
て、１０乃至１５秒間送液ポンプ４４を運転することに
より、第２室３４内の圧力を第１室１４よりも高め、油
を第２室３４から第１室１４へ逆流させることによって
セラミックフィルタ１２の目詰まりを除去するものであ
る。

【００１７】ここで、本実施例においては、油タンク５
８が三方弁５２によって供給路２２に接続されており、
原液の流通（すなわち濾過）に先立って濾過器１０に油
が供給されることによってセラミックフィルタ１２の濾
過膜の細孔に油が含浸される。そして、その後、濾過が
行われるため、濾過膜の細孔は油が透過し易く、水が透
過し難くなって、濾液として水の含有率の低い油が回収
されるのである。なお、前記油含浸工程は、必ずしも濾
過を開始する都度行わなくとも良く、以前の操作によっ
て濾過膜の細孔に油が含浸されていれば不要である。し
たがって、例えば、新しいセラミックフィルタ１２を用
いる場合や、薬品等によってセラミックフィルタ１２を
洗浄した場合等に油含浸工程を実施すれば良い。

【００１８】また、本実施例においては、逆洗バルブ４
８および逆洗路５０が備えられているため、前述のよう
に定期的に油を第２室３４に送ることでセラミックフィ
ルタ１２の目詰まり除去が行われ、高い濾過流束が長期
間に亘って維持される。

【００１９】また、濾過膜がアルミナ質セラミックスか
ら構成されているため、逆洗によっても高い濾過流束が
得られなくなった場合には、化学処理或いは加熱処理を
施すことによって、初期の濾過流束が回復して使用可能
となるため、高い経済性が得られる。

【００２０】図２は、本発明の油導入手段の他の例の構
成を示す図である。本実施例においては、前記実施例の
三方弁５２は用いられず、原液導入口１６と供給弁１８
との間に三方弁６４が設けられると共に、送液ポンプ６
６がその三方弁６４と油導入バルブ５４との間に設けら
れている。本実施例では、供給弁１８および戻し弁２８
が閉じられた状態で、三方弁６４を油導入路５６と原液
導入口１６とが接続されるように切り換え、油導入バル
ブ５４を開弁すると共に送液ポンプ６６を作動させて、
セラミックフィルタ１２の濾過膜に油が含浸させられ
る。その後、戻し弁２８を開弁すると共に三方弁６４を
原液導入口１６と供給バルブ１８とが接続されるように
切り換え、循環ポンプ２０を作動させることによって、
濾液すなわち油が回収される。なお、他の部分の構成は
前記の第１実施例と同様であり、同一の符号を付して説
明を省略する。本実施例によれば、油タンク５８から濾
過器１０までの距離を短くすることが可能であり、した
がって油を濾過膜に含浸するために必要な油の量が減じ
られて、油タンク５８内に備える油の必要量を少なくす
ることが可能である。

【００２１】図３は更に他の油導入手段の構成を示す図
である。本実施例においては、図２の三方弁６４に油導
入路５６を介してコンプレッサ６８が接続されており、
油タンク５８は、油導入バルブ５４を備えた分岐路７０
を介して油導入路５６に接続されている。本実施例にお
いては、上記第２実施例と同様にバルブ操作をした後、
コンプレッサ６８を作動させることによって圧縮空気に
よって油が濾過器１０に送られる。

【００２２】図４は更に他の油導入手段の構成を示す図
である。本実施例においては、前記第２実施例において
用いられていた送液ポンプ６６に代えて、ピストン７２
を備えたシリンダ７４が用いられ、油タンク５８とシリ
ンダ７４との間に弁７６が設けられている。本実施例に
おいても、前記第２実施例と同様にバルブ操作をした
後、ピストン７２を作動させることによって油が濾過器
１０に送られる。

【００２３】以上、本発明の一実施例を図面を参照して
詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施され
る。

【００２４】例えば、前述の実施例においては、セラミ
ックフィルタ１２として円筒状のアルミナ質セラミック
スを用いたが、軸方向に複数の貫通孔を備え、それら貫
通孔の内周面に実施例と同様な濾過膜がそれぞれ設けら
れた円柱状の所謂マルチタイプのフィルタが用いられて
も良く、また、他のセラミックスや樹脂製の濾過膜が用
いられても良い。なお、セラミックスからなるフィルタ
は、高い剛性を備えているため高い濾過圧力をかけるこ
とが可能であり、また高い耐薬品性を備えているため薬
品洗浄が容易であり、また、高い耐熱性を備えているた
め原液の温度を上げて粘性を低下させて濾過速度を向上
させたり、或いは有機性の目詰まりの焼却除去が可能で
あるため、最も好ましい。上記セラミックスの材料とし
てはアルミナ、ジルコニア、コージェライト、ムライト
等が好ましい。

【００２５】また、フィルタの形状は、円筒状の他に、
板状、上記のようなマルチタイプ、ハニカムタイプ等が
使用される。マルチタイプおよびハニカムタイプは単位
体積当たりの濾過面積が比較的大きく、装置を小型化す
ることが可能である。

【００２６】また、濾過膜に油を含浸するためには、必
ずしも前述の実施例のように油水分離装置内に油導入手
段を設けなくとも良く、例えば、濾過に先立ってセラミ
ックフィルタ１２を油中に適当な時間保持して油を含浸
させても良い。

【００２７】また、前述の実施例においては、本発明が
クロスフロー式の油水分離装置に適用された場合を説明
したが、その他の形式の油水分離装置にも本発明は適用
され得る。但し、クロスフロー式であれば、濾過ケーク
の形成が比較的小さくなるとともに、濾過膜近傍の原液
中の水分含有率が高くなることが防止されるため、最も
好ましい。

【００２８】また、油タンク５８内に備える油は、濾液
の純度を高く維持するためには、できるだけ濾過対象と
なる油と同じものであることが望ましい。

【００２９】また、前述の実施例においては、濾過圧力
を１００ｋＰａとしたが、濾過圧力は１０〜３００ｋＰ
ａの範囲で適宜設定される。但し、効率的な濾過を行う
ためには２０ｋＰａ以上が望ましく、また、油の毛管圧
力以上で行うと水が濾過膜の細孔内に入って濾液の含水
率が高くなる可能性があるため、２００ｋＰａ以下が望
ましく、２０〜２００ｋＰａの範囲に設定するのが最も
好ましい。また、濾過圧力が必要以上に高いと、油水混
合液中の固形分やタール分による濾過膜の目詰まりの付
着が強固になり、洗浄や逆洗等による目詰まり除去が困
難になるため、濾過速度が小さくなる。

【００３０】また、前述の実施例においては、濾過膜の
細孔内を油で満たしたが、必ずしも完全に含浸させなく
とも良く、例えば濾過膜の第１室１４側の表面に油膜が
形成された状態でも良い。

【００３１】また、油の含浸の確認のためのガラス管６
０は必ずしも用いなくとも良く、例えば、油含浸工程を
一定時間とすることで含浸状態を管理しても良い。

【００３２】また、油導入路５６を原液導入口１６に接
続するのための三方弁５２は、必ずしも用いなくとも良
い。例えば、油導入路５６と、供給路２２とにそれぞれ
別個に操作される開閉弁が設けられても良い。また、三
方弁４２も必ずしも設けられなくてもよい。

【００３３】また、逆洗バルブ４８、逆洗路５０等の逆
洗手段は必ずしも設けられなくとも良い。

【００３４】その他、一々例示はしないが、本発明はそ
の主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である油水分離装置の構成を
示す図である。

【図２】油水分離装置の他の例の構成を示す図である。

【図３】油水分離装置の更に他の例の構成を示す図であ
る。

【図４】油水分離装置の更に他の例の構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１０：濾過器１２：セラミックフィルタ（濾過膜）１４：第１室２２：供給路３０：戻し路３４：第２室｛５２：三方弁、５６：油導入路｝（油導入手段）５８：油タンク（油供給源）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者吉川隆志愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号株式会社ノリタケカンパニーリミテド内 (72)発明者岡田忍愛知県名古屋市西区則武新町三丁目１番36 号株式会社ノリタケカンパニーリミテド内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】濾過膜によって分離された第１室および
第２室を有する濾過器を用いて、油水混合液から水分含
有率の低い油を回収するための油水分離方法であって、前記濾過膜に油を予め含浸する油含浸工程と、該油含浸工程の後に、前記油水混合液を所定圧力で前記
濾過器の第１室に循環させることにより前記水分含有率
の低い油を前記濾過膜を通して該濾過器の第２室へ濾過
させる濾過工程とを含むことを特徴とする油水分離方
法。
【請求項２】濾過膜によって分離された第１室および
第２室を有する濾過器を備え、油水混合液を所定圧力で
該濾過器の第１室に循環させることにより水分含有率の
低い油を該濾過膜を通して該濾過器の第２室へ濾過させ
て回収する形式の油水分離装置であって、油供給源と、前記油水混合液を前記第１室に循環させるに先立って、
該油供給源からの油を該第１室に導入して前記濾過膜に
含浸させる油導入手段とを含むことを特徴とする油水分
離装置。