JPH08131708A

JPH08131708A - 油水分離装置

Info

Publication number: JPH08131708A
Application number: JP30417094A
Authority: JP
Inventors: Hideo Akahori; 英雄赤堀
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 1994-11-15
Filing date: 1994-11-15
Publication date: 1996-05-28
Anticipated expiration: 2017-12-24
Also published as: JP3359442B2

Abstract

(57)【要約】【目的】装置構造及びメンテナンスの簡略化並びに膜
寿命の延長を図る。【構成】前段に浮上油回収手段と、後段に膜利用型油
水分離手段３とを組み合わせた油水分離装置において、
前記浮上油回収手段は、静置槽１、２であり、該静置槽
１、２における被処理液が槽１、２内を下降する際の下
降線速度を前記静置槽１、２から不安定な油滴が流出し
ていかない程度の処理速度としたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油水分離装置に関す
る。特に、膜利用型油水分離手段と浮上油回収手段とを
組み合わせたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、油水分離装置が使用される場
合の１つとして次のような場合がある。

【０００３】金属機械部品の洗浄（部品に付着した切削
油、プレス油、研削油等を除去すること）や、電子部品
の洗浄（基板等に付着している異物・微粒子等を除去す
ること）においては、一番多く用いられてきた洗浄方法
がフロン、トリクロルエタンを用いる洗浄であった。

【０００４】しかし、フロン等の使用について法的規制
を受けてからは、代替の洗浄方法の１つとして水系洗浄
が採用される傾向にある。これには、水あるいは洗浄剤
を含んだ水溶液をウォータージェットとして部品にぶっ
つけて油分を除去する方法、液中に部品を浸漬した状態
で超音波を発振させる方法等がある。

【０００５】いずれの方法にしても、常に新しい洗浄液
を用いるということは、その分だけ廃液が発生すること
になるため、同じ洗浄液でより多くの部品を洗浄するこ
とが要求される。

【０００６】洗浄液の寿命とは、部品より脱離した油分
濃度が大きくなり、逆に部品を汚染してしまうような状
態や洗浄剤（界面活性剤、アルカリ成分等）の劣化した
状態＝油分との化学反応により洗浄剤としての濃度が低
下した状態であるが、液中から油分のみを除去すること
及び洗浄剤を補給することで洗浄液の再生がなされる。

【０００７】そして、油水分離装置に関しては、加圧浮
上式油水分離、コアレッサーフィルタータイプ（極細繊
維構造体に液を透過させることによって油滴径を大きく
し比重差分離を促進させる。）、種々の粗粒化エレメン
トを使用したタイプ（コアレッサーフィルタータイプと
同原理）、電位差分離・荷電凝集分離方式（液中に分散
している微粒子，液滴に電荷を与え凝集させた上で、ろ
過あるいは比重差分離を行う。）等があるが、いずれ
も、水中に分散している油分が不安定な存在であり、油
分が凝集し比重の小さい油分が浮上しやすいという特性
を利用したもので、この浮上した油を回収する浮上油回
収手段となっている。

【０００８】ところが、超音波洗浄（超音波分散）等に
より、水の中に油分が高度に分散された油水混合液で
は、その油滴径は、０. １〜１μｍと非常に小さく、
安定なエマルジョンを形成しており、静置しておいた場
合には、数週間〜数カ月経たないと油分が浮上してこな
いような液が形成されている。このような液に関して
は、上記浮上油回収手段による油水分離は不可となり、
そのような微細な油滴径より小さな孔径を有するろ過膜
（精密ろ過膜、限外ろ過膜）を利用したろ過方法の採用
が必要となる。

【０００９】しかし、そのようなろ過膜を利用した膜利
用型油水分離法の欠点としては、通常、用いられるろ過
膜の材質としてはポリスルホン等の高分子系の材質や、
セラミック系の材質があるが、いずれの材質にしても、
安定なエマルジョンを形成していない、いわゆる浮上油
になるような油分がろ過膜面に接触すると、その油分は
ろ過膜面にくっついて離れなくなり、油膜を形成してし
まい、ろ過膜の孔を塞いでしまうから、ろ過能力、即ち
透過流速が著しく低下してしまうことである。

【００１０】従って、（ろ過）膜処理により油水分離を
行う場合で、少しでも浮上油になるような油分が存在す
る可能性のある場合には、あらかじめ膜利用型油水分離
手段の前処理として浮上油を除去する必要があり、従来
技術である上記浮上油回収手段と膜利用型油水分離手段
とを効率よく複合化したシステムが、最近になって提案
されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
複合化したシステムでも、浮上油回収手段を高級レベル
なものとし、より浮上油除去率を高くしようとした場合
には、膜利用型油水分離手段の前処理であるこの浮上油
回収手段自体の構造が複雑となり、かつ高価となってし
まう問題点があった。

【００１２】そこで、ある程度の浮上油が膜処理部に流
入しても極端な膜利用型油水分離手段の処理流量の低下
をきたさないように、定期的にろ過膜を洗浄する手段が
取り入れられている。

【００１３】このろ過膜の洗浄手段としては、よく用い
られるのに、逆洗がある。この逆洗の原理は、図８に示
すものであって、図８（ａ）のように、ろ過膜を中空糸
膜１００とした場合に、原液を中空糸膜１００の内部を
通過する際、原液の一部は中空糸膜１００の内側から膜
壁を通ってろ過され外側に透過液が流出される。このと
き、中空糸膜１００の内側の膜面に堆積物が付着するこ
とになり、目詰りを起こす。だから、図８（ｂ）のよう
に、逆に透過液に圧力を掛けて外から内側へ逆流させれ
ば、内側の膜面の堆積物は容易に剥がれて、目詰まりが
解消するというものである。

【００１４】しかし、この逆洗のための機構としては、
図９に示すように、ろ過膜としての中空糸膜１００をモ
ジュール化した中空糸膜モジュール１０１により、原液
循環ライン１０２からの原液を透過させ、この膜透過液
をいったんタンク１０３に蓄積して流出するようにし、
図９（ａ）に示すように、タンク１０３内の膜透過液を
中空糸膜モジュール１０１に流すために逆洗専用のポン
プ１０４、あるいは図９（ｂ）に示すようにエア１０５
の圧力が必要となり、配管の取り回しが複雑になってし
まうという問題があった。

【００１５】従って、装置が大型になる場合が多く、複
合化が困難な場合があるという欠点もあった。

【００１６】本発明は上記した従来技術の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、装
置構造及びメンテナンスの簡略化並びに膜寿命の延長を
図り得る油水分離装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明にあっては、第１の発明として、前段に浮上
油回収手段と、後段に膜利用型油水分離手段とを組み合
わせた油水分離装置において、前記浮上油回収手段は、
静置槽であり、該静置槽における被処理液が槽内を下降
する際の下降線速度を前記静置槽から不安定な油滴が流
出していかない程度の処理速度としたことを特徴とす
る。

【００１８】また、第２の発明として、前段に浮上油回
収手段と、後段に膜利用型油水分離手段とを組み合わせ
た油水分離装置において、前記膜利用型油水分離手段か
らの透過液を流出する透過液配管に、該透過液配管を開
閉する透過液バルブを設けたことを特徴とする。上記透
過液バルブは定期的に開閉可能であることが好適であ
る。

【００１９】そして、上記第２の発明に係る透過液バル
ブを第１の発明の油水分離装置に適用しても良い。

【００２０】

【作用】上記第１の発明の油水分離装置にあっては、浮
上油回収手段を静置槽としていることから、装置構造が
簡略となる。また、静置槽における被処理液の槽内を下
降する下降線速度を前記静置槽から不安定な油滴が流出
していかない程度の処理速度とすることで、不安定な分
散油（１μｍ〜１０μｍ以上の油滴）と水との相対速度
を有することになり、後段の膜利用型油水分離手段の膜
面に付着し得る前記分散油は膜側に流れなくなるため、
目詰りが起こしにくくなり膜の寿命を延ばすことができ
る。

【００２１】この理由は、上記不安定な油滴の上昇する
浮力よりも水の下降する線速度の方が速いと不安定な油
滴が静置槽から流出し、逆に油滴の上昇速度よりも水の
下降する線速度が遅いと油滴が静置槽内に残るためと考
えられる。この最適な速度は、実験により２ｃｍ／ｓｅ
ｃであることがわかった。ただ、１０ｃｍ／ｓｅｃ以下
に設定しておけば、上記不安定な油滴が流出しにくくな
り、実用上問題ない。

【００２２】一方、非常に微細化した油滴は、水ととも
に運動し膜利用型油水分離手段側へと流れても、膜壁に
よって分離される。この分離により膜面には堆積物が付
着することになる。

【００２３】そこで、第２の発明の油水分離装置にあっ
ては、膜利用型油水分離手段からの透過液を流出する透
過液配管に、その透過液配管を開閉する透過液バルブを
設けている。この透過液バルブにより透過液配管を閉じ
ると、透過液は外部に流れなくなるため、膜壁を通るろ
過圧が弱くなる。そのため、被処理液が膜壁の内側を通
る量が多くなるので、その内側膜面に付着した堆積物は
容易に剥され、その剥された堆積物は被処理液の流れに
沿って外部に排出される。

【００２４】このようにして行なわれる膜利用型油水分
離手段の膜の洗浄は、透過液配管に透過液バルブを設け
るだけで達成できるので、従来技術で示したように洗浄
専用のポンプやエア等を必要とせず、また複雑な配管の
取り回しをすることがない。従って、装置構造が簡単
で、かつメンテナンスが容易となる。また洗浄により膜
の寿命を延長することができる。

【００２５】さらに、上記透過液バルブを定期的に開閉
可能とすることで、定期的に洗浄が可能となるため、膜
の寿命をより延長することができる。

【００２６】

【実施例】

（第１実施例）本発明の第１の発明に係る第１実施例の
油水分離装置を図１を用いて説明する。

【００２７】図１において、１と２が油水分離処理の前
段に用いた浮上油回収手段を成す浮上油分離槽としての
静置槽であって、２槽を直列に接続して配置した。３が
油水分離処理の後段に用いた膜利用型油水分離手段とし
ての中空糸膜モジュールである。４は、被処理液として
の油で汚れた洗浄液である油水混合液（ここではエマル
ジョン液）が貯蔵されているタンクである。タンク４か
らの静置槽１に対する供給量は、中空糸膜モジュール３
で透過していく液量とほぼバランスする。また、静置槽
１には、中空糸膜モジュール３を通過して（透過せず
に）、配管５を経て戻ってくる油水混合液も合流する。
これらの液は静置槽１の底部から液の静圧により、次の
静置槽２の上部に流れていく。この静置槽１の上部から
入って、底部から次行程に流れていく間に、第１回目の
油水分離が行われる。

【００２８】静置槽２においても、上部から入った油水
混合液は、底部から加圧ポンプ６により吸い込まれ、フ
ィルタ７、加圧ポンプ６、流量調整器８を経て、中空糸
膜モジュール３へ送られていく。この静置槽２の上部か
ら入って、底部から出ていく間に、第２回目の油水分離
が行われる。

【００２９】フィルタ７はごみ、異物等を取り除くため
のものである。流量調整器８は、加圧ポンプ６により中
空糸膜モジュール３へ送られる量を、所定流量に調整す
る。

【００３０】中空糸膜モジュール３は、中空糸膜３Ａを
束ねたものをろ過膜として用い、中空糸膜３Ａの内部に
液を通過させる際に、液の一部が中空糸膜３Ａの内側か
ら膜壁を通ってろ過するよう、いわゆるクロスフローろ
過タイプある（図８（ａ）参照）。

【００３１】９は手動の絞り弁であって、これを調整す
ることにより、中空糸膜モジュール３を通過する液の圧
力を、所定のろ過圧力（中空糸膜３Ａ内側と外側の膜間
差圧）になるように調整する。１０、１１は、液の圧力
を見るために、中空糸膜モジュール３の前後の管路に設
けられた圧力計である。

【００３２】そして、中空糸膜モジュール３の中空糸膜
３Ａの内部を通過することで、第３回目の油水分離が行
われ、油分の濃くなった濃縮液は、配管５を経て、再
び、静置槽１の上部に送られていく。また、中空糸膜モ
ジュール３を透過して、油分が除去された膜透過液は、
透過液配管１２を経て外部に流され、排水されるか、洗
浄液としてリサイクルされる。

【００３３】上記第３回目の油水分離処理をする中空糸
膜モジュール３に静置槽１、２から不安定な分散油が流
出すると、中空糸膜３Ａの内側の膜面に付着し、油膜を
形成してしまい、目詰りを起こし透過流速が著しく低下
してしまう。従って、不安定な分散油を中空糸膜モジュ
ール３側に流さないようにしなければならない。

【００３４】そこで、本実施例では、静置槽１、２にお
ける被処理液である油水混合液が上部から底部へと下降
する下降線速度（処理流量／槽の断面積）を所定の処理
速度として、不安定な分散油が中空糸膜モジュール３側
へと流れないようにした。

【００３５】上記所定の処理速度としては、下記の実験
データにより１０ｃｍ／ｓｅｃ以下、好ましくは２ｃｍ
／ｓｅｃ以下とする。このような下降線速度とすること
で、不安定な分散油（油滴径１〜１０μｍ以上）と水と
の相対速度を有するため、中空糸膜モジュール３側へは
混入しない。その結果、中空糸膜３Ａの寿命を延ばすこ
とができる。

【００３６】この理由は、上記不安定な油滴の上昇する
浮力よりも水の下降する線速度の方が速いと不安定な油
滴が静置槽２から流出し、逆に油滴の上昇速度よりも水
の下降する線速度が遅いと油滴が静置槽２内に残るため
と考えられる。

【００３７】次に、静置槽１、２の下降線速度を上記と
したこととした実験データを図２に示すグラフに基づい
て説明する。

【００３８】実験条件は、使用油がユシロンカットＵＢ
ー７５の被処理液であり、中空糸膜モジュール３の平均
ろ過圧力が２ｋｇｆ／ｃｍ² である。図２に示すグラフ
は、横軸に、油水分離の後段である中空糸膜モジュール
３のろ過膜面積１ｍ² 当たりのトータルの処理流量Ｌ／
ｍ² （中空糸膜モジュール３を透過した透過液のろ過膜
面積１ｍ² 当たりの総量）を、縦軸に、中空糸膜モジュ
ール３の透過流速Ｌ／ｍ²・ｈｒ（中空糸膜モジュール３
のろ過能力を示すもので、ろ過膜面積１ｍ² 当たり、１
時間当たりの透過量）としている。

【００３９】線Ａは、油水分離の前段である静置槽１、
２の被処理液の下降線速度ｖdown＝２０ｃｍ／ｓｅｃの
時のものである。即ち、下降線速度が大きすぎるため
に、油滴径の大きい不安定な分散油が水と共に運動し、
中空糸膜モジュール３側に流出されて、中空糸膜３Ａの
膜面に付着して目詰まりを起こし、中空糸膜モジュール
３の透過流速が急激に落ちて、０に近づくことを示して
いる。

【００４０】これに対して、線Ｂは、下降線速度ｖdown
＝２ｃｍ／ｓｅｃの時のものである。即ち、不安定な分
散油（油滴径１〜１０μｍ以上）と水との相対速度を有
することから、中空糸膜モジュール３側へは混入しない
ために、中空糸膜モジュール３の透過流速が最初は低下
するが、６０Ｌ／ｍ²・ｈｒの近くで安定して、それ以上
はなかなか低下しないことを示す。

【００４１】以上、線Ａ、Ｂの結果より、仮に透過流速
が６０Ｌ／ｍ²・ｈｒ以下に達した時を中空糸膜３Ａの寿
命であるとすると、下降線速度ｖdown＝２ｃｍ／ｓｅｃ
の条件では、寿命は２５０００Ｌ／ｍ² 以上であり、下
降線速度ｖdown＝２０ｃｍ／ｓｅｃの条件では、寿命は
５０００Ｌ／ｍ² である。このように下降線速度を２ｃ
ｍ／ｓｅｃとすることで、中空糸膜３Ａの寿命がかなり
延びることとなる。

【００４２】そして、この膜寿命と下降線速度の関係
を、縦軸を膜寿命、横軸を下降線速度としてグラフに表
すと、図３に示すようになる。

【００４３】上記のように、下降線速度２ｃｍ／ｓｅｃ
以下が、分散油の中空糸膜モジュール３側への混入防止
として望ましいのであるが、限りなく０に近づけた場合
には、静置槽１、２が非常に大きいものが必要となる。

【００４４】例えば、中空糸膜モジュール３を、寸法φ
４０ｍｍ×Ｌ１０００ｍｍ、ろ過膜面積１ｍ² 、膜透過
液流量１Ｌ／ｍｉｎとした場合、被処理液である油水混
合液の循環流量は通常１０〜１５Ｌ／ｍｉｎで運転され
る。従って、静置槽１、２の処理流量は、エマルジョン
液が貯蔵されているタンク４からの供給量を１Ｌ／ｍｉ
ｎとすると、１Ｌ／ｍｉｎ＋１０〜１５Ｌ／ｍｉｎとな
る。

【００４５】そして、下降線速度は、上記したように処
理流量／槽の断面積であるので、仮に処理流量を１４Ｌ
／ｍｉｎとすると２ｃｍ／ｓｅｃを達成するには、１１
７ｃｍ² ≡φ１２．２ｃｍの静置槽１、２が必要とな
る。また１０ｃｍ／ｓｅｃを達成するには、２３．３ｃ
ｍ² ≡φ５．４ｃｍの静置槽１、２が必要となる。

【００４６】理想的には、上記中空糸膜モジュール３の
寸法と同レベル以下の大きさの静置槽１、２が好ましい
ため、φ５．４ｃｍが限界となる。そこで、図３に示す
膜寿命と下降線速度の関係のグラフと併せて考えると実
用上下降線速度は１０ｃｍ／ｍｉｎとなる。あとは、下
限はどれだけ大きな静置槽１、２を設けられるかによっ
て下降線速度の下限となります。

【００４７】上記した実験データより、静置槽１、２の
下降線速度の最適な値は２ｃｍ／ｓｅｃであり、実用上
から１０ｃｍ／ｓｅｃ以下が好ましい。

【００４８】このように、静置槽１、２の下降線速度を
所定の処理速度とすることにより、不安定な分散油は中
空糸膜モジュール３側に流れずに、しばらくすると静置
槽１、２の上部において浮上油となる。この浮上油を回
収すればよい。

【００４９】一方、非常に微細化した（エマルジョン化
した）油滴は、水とともに運動して中空糸膜モジュール
３側に流れ、中空糸膜３Ａの膜壁により分離される。し
かし、長時間静置することによってエマルジョン化した
油滴どうしが合一化し浮上油となりやすくなる。従っ
て、静置槽１、２での滞留時間を充分とってやれば、回
収が可能となる。

【００５０】そこで、静置槽１、２の形状の一例を示
す。

【００５１】槽の深さは、７００〜２０００ｍｍ、好ま
しくは８００〜１５００ｍｍとする。あまり槽が浅い
と、浮上油が中空糸膜モジュール３側に流出しやすくな
る。また、槽が深すぎる場合には、取り扱いが困難とな
る。すなわち、槽の深さは、不安定な分散油が浮上油と
なるまでの時間を確保する意味で、一定数値以上が必要
であり、上限値はあくまでも取り扱い易さによって決ま
る。

【００５２】槽の断面積は、処理する液量によるのであ
るが、実験データから、被処理液である油水混合液の下
降線速度（処理流量／槽の断面積）が、１０ｃｍ／ｓｅ
ｃ以下、好ましくは２ｃｍ／ｓｅｃとする必要がある。
ただし、槽の構造に関しては特に制約はなく所定の上記
深さがあれば断面構造は、円でも四角でもどのような形
でも良い。

【００５３】次に、計算例をあげると、内径５０ｍｍの
パイプ状容器（断面円形）を使った場合には、時間当た
りの流量Ｑの限度は、下降線速度１０ｃｍ／ｓｅｃで、
１０ｃｍ／ｓｅｃ＝Ｑ／２．５² ｃｍ・π（断面積１
９．６ｃｍ² ）→Ｑ＝１９６ｃｍ³ ／ｓｅｃ→Ｑ≒７０
０Ｌ／ｈｒ、好ましい方の２ｃｍ／ｓｅｃで、Ｑ＝３
９．２ｃｍ³ ／ｓｅｃ→Ｑ≒１４０Ｌ／ｈｒが可能とな
る。

【００５４】また、底辺の縦１００ｍｍ，横５０ｍｍの
直方体の容器（断面四角形）を使った場合には、断面積
は５０ｃｍ² であるから、時間当たりの流量Ｑの限度
は、下降線速度２ｃｍ／ｓｅｃ〜１０ｃｍ／ｓｅｃ以下
で３６０Ｌ／ｈｒ〜１８００Ｌ／ｈｒとなる。

【００５５】この静置槽１、２は、多連直列配置にした
方が効果が大きい。通常は１〜３段、好ましくは、２か
ら３段が採用される。

【００５６】なお、本実施例における、静置槽１、２で
は定期的に排水する必要はないが、必要に応じて（上層
部の浮上油の溜り具合に応じて）、オイルスキマーなど
で自動的に浮上油を排出させるか、手動で浮上油をすく
い取ることによって連続的な運転が可能となる。

【００５７】上記構成の油水分離装置にあっては、浮上
油回収手段として静置槽１、２を用いていることから、
安価でかつ構造が簡単である。そのため、メンテナンス
が容易であるとともに装置の小型化を図ることができ
る。

【００５８】また、静置槽１、２の下降線速度を上記所
定の処理速度とすることで、不安定な分散油（油滴）が
流出していかないようにしているので、中空糸膜モジュ
ール３の中空糸膜３Ａが目詰りを起こしにくくなり、寿
命が延びることになる。

【００５９】（第２実施例）次に、本発明の第２の発明
に係る第２実施例の油水分離装置を図４を用いて説明す
る。

【００６０】図４の油水分離装置は、図１の第１実施例
の油水分離装置に、電動の透過液バルブ１３を、中空糸
膜モジュール３を透過した後の透過液が流れる透過液配
管１２と透過液を貯蔵する透過液タンク１４の途中に付
け加えただけのものである。

【００６１】中空糸膜３Ａは、上記したように、クロス
フローろ過するもので、このクロスフローろ過では、原
液ここでは油水混合液を中空糸膜３Ａの内側膜面に対し
水平に高速で流すことにより、静置槽１、２から流出さ
れた油水混合液における堆積物を掻き取り、膜面を洗浄
しながらろ過（分離）を行なうのである（図８（ａ）参
照）。

【００６２】従って、膜面洗浄効果とろ過圧により堆積
物を拘束する効果とのバランスにより、中空糸膜３Ａの
目詰りが進行していくわけである。つまり、上記第１実
施例により不安定な分散油が静置槽１、２から流出して
来ず、非常に微細化した（エマルジョン化した）油滴が
水とともに流出されて来るのであるが、長期間運転の場
合には、やがて目詰りし、処理流量が低下してしまう。
そこで、本実施例により透過液バルブ１３を設けること
で、中空糸膜３Ａの洗浄を可能としたのである。

【００６３】以下、透過液バルブ１３の開閉における作
用について説明する。

【００６４】透過液バルブ１３の開時は、通常のろ過
（分離）が行なわれる。つまり、油水混合液が中空糸膜
３Ａの内部を通過し、その際膜壁の孔より小さい液が内
側から膜壁を通ってろ過され、この透過液が透過液配管
１２を通って透過液タンク１４側に流出される。

【００６５】透過液バルブ１３の閉時は、このバルブ１
３によって透過液配管１２が閉ざされているため、透過
液タンク１４側に流れることがない。そのため、堆積物
を拘束するろ過圧が弱まるために、クロスフローによる
膜面の洗浄効果が発揮される。これによって、中空糸膜
３Ａの内側膜面に付着していた堆積物が剥され、その剥
された堆積物が油水混合液の流れに沿って配管５側に流
出され、静置槽１の上部に流出される。このようにして
中空糸膜３Ａの洗浄が行なわれるのである。

【００６６】このように、透過液配管１２に透過液バル
ブ１３を設けるだけで、従来技術で示した洗浄専用のポ
ンプ１０４やエア１０５等を必要とせず、また複雑な配
管の取り回しをすることなしに中空糸膜３Ａの洗浄が可
能となり、その結果中空糸膜３Ａの寿命を延長すること
ができる。

【００６７】そして、透過液バルブ１３は電動であるた
め、図示しない制御回路にて開閉を定期的に制御可能と
することで、定期的に中空糸膜３Ａの洗浄を行なうこと
ができ、これにより寿命をより延ばすことができる。

【００６８】さらに、透過液バルブ１３を閉じた後に加
圧ポンプ６を停止（オフ）すれば、瞬間的に中空糸膜３
Ａの内側よりも外側の方が圧力が高くなり、さらに堆積
物を剥す効果が得られる。このように、透過液バルブ１
３の開閉操作と連動させて加圧ポンプ６のオン−オフ操
作を行なわせることによって中空糸膜３Ａの洗浄効果が
上り、さらに寿命を延ばすことができる。

【００６９】ここで、図４の第２実施例に係る油水分離
装置を用い、膜面積４０ｃｍ2 のポリスルホンＵＦ中空
糸膜モジュールでの油水分離試験を行った場合の処理流
量Ｌ／ｍ² と透過流速Ｌ／ｍ² ・ｈｒに関する結果を図
５に示す。また、この際の電動の透過液バルブ１３及び
加圧ポンプ６作動状態（運転モード）は図５に付記して
いる通り、１５分ろ過→透過液バルブ１３閉→１５ｓｅ
ｃ後に加圧ポンプ６停止→１分後に透過液バルブ１３開
と共に加圧ポンプ６再起動の繰り返しとなっている。

【００７０】図５に示す結果より透過流速が６０Ｌ／ｍ
²・ｈｒ以上で安定した運転が可能であることがわかる。

【００７１】比較例として、電動の透過液バルブ１３を
常時開とし、加圧ポンプ６は連続運転した場合（なお、
この全循環実験の場合は透過液を静置槽１に戻し、タン
ク４からエマルジョン液を補給していない：図４中点線
矢印参照）には、中空糸膜モジュールの処理量３０００
Ｌ／ｍ² の時点で、透過流速は１５Ｌ／ｍ²・ｈｒ以下と
なり、さらに、低下していく挙動が確認された。

【００７２】（第３実施例）次に、本発明の第２の発明
に係る第３実施例の油水分離装置を図６を用いて説明す
る。

【００７３】図６の第３実施例の油水分離装置は、油水
分離処理の前段として、荷電凝集ろ過タイプの浮上油回
収手段２０を用いて、後段に、膜利用型油水分離手段と
しての中空糸膜モジュール２１、２２を２連並列に設置
したもので、上記第２実施例同様中空糸膜２１Ａ、２２
Ａの洗浄を可能としたものである。

【００７４】浮上油回収手段２０は、ストレーナ２３，
加圧ポンプ２４を備えており、被処理液が貯蔵されてい
るタンク２５から配管２６を介して供給される被処理液
中に分散している微粒子，油滴に電荷を与え凝集させた
上で、比重差分離を行なわせ、これにより浮上した油を
回収するものである。

【００７５】そして、中空糸膜モジュール２１、２２の
被処理液の循環回路の部分について説明すると、２７
が、中空糸膜モジュール２１、２２の被処理液を循環さ
せる加圧ポンプであって、配管２８を介して中空糸膜モ
ジュール２１、２２に被処理液を送り、中空糸膜モジュ
ール２１、２２で油水分離を行って、油分の濃くなった
濃縮液を配管２９を介して回収する。この循環を繰り返
している。３０は、配管２９の途中に設けられた絞り弁
であって、この弁の調整で、被処理液に所定のろ過圧力
を与えている。

【００７６】この循環回路の中で、被処理液の出入りが
行われている。まず出る方では、１つが、中空糸膜モジ
ュール２１、２２の所で、中空糸膜３Ａにより透過し、
油分を最終的に分離された透過液が、透過液配管３１を
介してタンク２５に送られていく。途中に、第１絞り弁
３２、第１流量調整器３３があって、圧力、流量が調整
されている。出る方の２つ目が、第２絞り弁３４、第２
流量調整器３５を介して、一部の所定液量が配管３６を
通ってストレーナ２３，加圧ポンプ２４を介して浮上油
回収手段２０に戻っていく。その出た液量分に相当する
分を、配管３７を介して、浮上油回収手段２０から油水
分離処理を受けた被処理液を補充される。

【００７７】また、浮上油回収手段２０から油水分離処
理を受けた一部の被処理液は配管３８を介してタンク２
５に送られていく。

【００７８】そして、電動の透過液バルブ４０を、中空
糸膜モジュール２１、２２を透過した後の、透過液の流
れる透過液配管３１の途中でかつ第１絞り弁３２の前に
付け加えて、上記第２実施例と同様に透過液バルブ４０
を開閉制御することで、中空糸膜モジュール２１、２２
の中空糸膜２１Ａ、２２Ａの洗浄を可能としたものであ
る。この作用効果については上記第２実施例で示した通
りなので、その説明は省略する。

【００７９】また、第２絞り弁３４、第２流量調整器３
５を介して、一部の所定液量を浮上油回収手段２０に戻
す配管３６に並列に加圧ポンプ２７により加圧された濃
縮液を浮上油回収手段２０に開放する電動の濃縮液排出
用バルブ４１を設けている。

【００８０】そこで、透過液バルブ４０及び濃縮液排出
用バルブ４１を備えた本実施例の油水分離装置と、図７
に示した透過バルブ４０及び濃縮液排出用バルブ４１を
備えていない、いわゆる洗浄機構を有していない改良前
の油水分離装置と比較実験を行なったので、その結果に
ついて説明する。なお、図７に示した油水分離装置は透
過液バルブ４０、濃縮液排出用バルブ４１を備えていな
い以外は図６の油水分離装置の構成と同一なので、同一
の構成部分については同一の符号を付して、その説明は
省略する。なお、いずれの油水分離装置の中空糸膜モジ
ュール２１、２２の膜面積は２ｍ² 、処理流量１．５Ｌ
／ｍｉｎとなっている。

【００８１】そして、図６、図７の油水分離装置に対し
て、被処理液として防錆油を含有した廃液処理を行った
ところ、図７の油水分離装置では、約２週間で、膜透過
液量は１Ｌ／ｍｉｎを下回ってしまった。これに対し、
図６に示す透過液バルブ４０、濃縮液排出用バルブ４１
を追加した本実施例の油水分離装置において、透過液バ
ルブ４０、濃縮液排出用バルブ４１の開閉、加圧ポンプ
２７のオン・オフ操作を連動させたところ、中空糸膜の
寿命が３カ月以上となった。

【００８２】このように、中空糸膜モジュール２１、２
２からの濃縮液を排出するための濃縮液排出用バルブ４
１を設け、その濃縮液排出用バルブ４１を透過液バルブ
４０の開閉と連動させて開閉制御することで、中空糸膜
の寿命の延長を図ることができる。

【００８３】

【発明の効果】以上、説明した通り、第１の発明の油水
分離装置にあっては、浮上油回収手段を静置槽としてい
るので、安価で装置構造を簡略化することができ、メン
テナンスも簡略化することができる。また、静置槽にお
ける被処理液の槽内を下降する下降線速度を前記静置槽
から不安定な油滴が流出していかない程度の処理速度と
したので、不安定な分散油（１μｍ〜１０μｍ以上の油
滴）と水との相対速度を有することになり、後段の膜利
用型油水分離手段の膜面に付着し得る前記分散油は膜側
に流れなくなるため、目詰りが起こしにくくなり膜の寿
命を延ばすことができる。

【００８４】一方、非常に微細化した油滴は、水ととも
に運動し膜利用型油水分離手段側へと流れても、膜壁に
よって分離される。しかし、長期使用していくと膜面に
は堆積物が付着することがある。

【００８５】そこで、第２の発明の油水分離装置にあっ
ては、膜利用型油水分離手段からの透過液を流出する透
過液配管に、その透過液配管を開閉する透過液バルブを
設けている。この透過液バルブにより透過液配管を閉じ
ると、透過液は外部に流れなくなるため、膜壁を通るろ
過圧が弱くなる。そのため、被処理液が膜壁の内側を通
る量が多くなるので、その内側膜面に付着した堆積物は
容易に剥され、その剥された堆積物は被処理液の流れに
沿って外部に排出される。

【００８６】このようにして行なわれる膜利用型油水分
離手段の膜の洗浄は、透過液配管に透過液バルブを設け
るだけで達成できるので、従来技術で示したように洗浄
専用のポンプやエア等を必要とせず、また複雑な配管の
取り回しをすることがない。従って、装置構造が簡単
で、かつメンテナンスが容易となる。また洗浄により膜
の寿命を延長することができる。

【００８７】さらに、上記透過液バルブを定期的に開閉
可能とすることで、定期的に洗浄が可能となるため、膜
の寿命をより延長することができる。

【００８８】もちろん、浮上油回収手段が所定の下降線
速度を有する静置槽でない場合であっても、膜利用型油
水分離手段に上記した透過液バルブを設けることで、膜
の洗浄を可能としているので、洗浄により膜の寿命の延
長を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の第１の発明に係る第１実施例の
油水分離装置の概略構成図である。

【図２】図２は図１の油水分離装置についての実験デー
タのグラフである。

【図３】図３は下降線速度と膜寿命の関係を示すグラフ
である。

【図４】図４は本発明の第２の発明に係る第２実施例の
油水分離装置の概略構成図である。

【図５】図５は図４の油水分離装置についての実験デー
タのグラフである。

【図６】図６は本発明の第２の発明に係る第３実施例の
油水分離装置の概略構成図である。

【図７】図７は図６の油水分離装置において、改良前の
油水分離装置の概略構成図である。

【図８】図８は中空糸膜断面モデル図であり、同図
（ａ）はろ過を示すモデル図で、同図（ｂ）は逆圧洗浄
を示すモデル図である。

【図９】図９は従来の洗浄機構を示す概略構成図であ
り、同図（ａ）は逆洗用ポンプを使用したもので、同図
（ｂ）はエアを利用したものである。

【符号の説明】

１、２静置槽（浮上油回収手段）３、２１、２２中空糸膜モジュール（膜利用型油水分
離手段）３Ａ、２１Ａ、２２Ａ中空糸膜４、２５タンク５、２６、２８、２９、３６、、３７、３８配管６、２４、２７加圧ポンプ７フィルタ８流量調整器９、３０絞り弁１０、１１圧力計１２、３１透過液配管１３、４０透過液バルブ１４透過液タンク２０浮上油回収手段２３ストレーナ３２第１絞り弁３３第１流量調整器３４第２絞り弁３５第２流量調整器４１濃縮液排出用バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】前段に浮上油回収手段と、後段に膜利用
型油水分離手段とを組み合わせた油水分離装置におい
て、前記浮上油回収手段は、静置槽であり、該静置槽におけ
る被処理液が槽内を下降する際の下降線速度を前記静置
槽から不安定な油滴が流出していかない程度の処理速度
としたことを特徴とする油水分離装置。
【請求項２】前段に浮上油回収手段と、後段に膜利用
型油水分離手段とを組み合わせた油水分離装置におい
て、前記膜利用型油水分離手段からの透過液を流出する透過
液配管に、該透過液配管を開閉する透過液バルブを設け
たことを特徴とする油水分離装置。
【請求項３】透過液バルブは定期的に開閉可能である
ことを特徴とする請求項２記載の油水分離装置。
【請求項４】請求項２又は３記載の透過液バルブを用
いることを特徴とする請求項１記載の油水分離装置。