JPH0929243A - エマルジョン性含油排水の処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 エマルジョンを構成する界面活性剤を、光触
媒で酸化分解してその界面活性作用を低下させた後、油
水分離を行うエマルジョン性含油排水処理方法。 【効果】 処理しにくいエマルジョン性含油排水に対し
て、処理装置のコンパクト化、廃棄物の低減、ランニン
グコストの低減を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エマルジョン性含油排
水の処理方法、詳しくは、各種工作機械工場における切
削、研削工程から排出される含油排水、一般工場から排
出される安定化されたエマルジョン性排水等の処理方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、各種機械加工の自動化や高速化に
伴い、切削、研削等の工程で水溶性切削油の使用がます
ます多くなっている。また、特定フロン、トリクロロエ
タンの使用全廃を間近にひかえ、その代替としての水系
洗浄システムからの排水として、界面活性剤と油分が混
在したエマルジョン性含油排水の増加が予想される。

【０００３】水溶性切削油等、界面活性剤が含まれる含
油排水は、油滴径が１〜１０μｍ以下の化学的、物理的
に安定なエマルジョンとなっている。このエマルジョン
を含有する排水の油水分離は、比重差による方法等が使
用できないため極めて困難な技術とされている。従来、
この種のエマルジョン性含油排水の処理方法としては、
凝集法が最も広く用いられ（例えば特開昭６１−２８３
３３６号）、膜分離法（特開平４−２１０２８９号）、
電解法（特開平６−３０４４０６号）、熱分解法（特開
平４−３３８２０１号）なども採用されている。

【０００４】凝集法は、排液に鉱酸を添加してｐＨを２
〜３に下げた後に、硫酸塩等の無機凝集剤を加え、さら
に消石灰、苛性ソーダのようなアルカリ剤を加えてｐＨ
を中性もしくはアルカリ性にし、ついで有機系高分子凝
集剤を加えてフロックを形成し、最後に固液分離を行っ
て油水分離を行う方法である。この方法は、一連の処理
工程の中に複数のｐＨ調整工程があるため、その管理の
繁雑さやｐＨ調製用の薬品費が問題になるほか、処理装
置が複雑かつ大型化するため、設備費、運転費の増大と
ともに広大な設置面積が必要になるなどの問題点があ
る。また、除去した油分には凝集剤が混合しており、廃
棄物の減容化が求められている現在、その処理も問題で
ある。

【０００５】また、限外濾過膜を用いた膜分離法は、エ
マルジョンの油滴径以下の細孔径を持った膜でエマルジ
ョンを除去する方法であるが、設備費が高価であるこ
と、油分等による膜の目づまりやファウリングなどを生
ずることが多く装置の維持管理が面倒であること、除去
したエマルジョンが廃棄物になること、負荷変動に対す
る順応性が少なく運転経費が増大するなどの問題点があ
る。

【０００６】電解法は、不溶性電極を用いて電解酸化に
よりエマルジョンを処理する電解酸化還元法と溶解性電
極から金属イオンを溶出させ、その加水分解に伴う水酸
化物の吸着・凝集によりエマルジョンを処理する電解凝
集法に大別される。前者は処理速度を高めるための凝集
剤の添加、後者は電極の不動態化による金属水酸化物の
生成阻害を防ぐための定期的な極性切り替え、とどちら
も維持管理に面倒な点がある。また、両者ともに消費電
力が大きく運転費および設備費が高価である、負荷変動
に対する順応性が少ないといった問題点がある。

【０００７】熱分解法は静置分離または遠心分離で油分
の一次分離を行った後に加熱分解する方法であるが、処
理時間が長い、処理費用が高価であるといった問題点が
ある。さらに、排水を焼却処理する方法もあるが、助燃
剤を必要とするほか、大気汚染に対する二次対策が必要
になるなどのも問題点がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のごと
き従来技術の欠点を改善するため、エマルジョンの構成
要素である界面活性剤を光照射下で光触媒により分解し
てその界面活性作用を低下させ、その後比重差等により
油水分離を行うことで、エマルジョン性含油排水処理装
置のコンパクト化、廃棄物の低減、ランニングコストの
低減を図る処理方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は基本的に下記の構成を有する。

【００１０】「エマルジョン性含油排水に含まれる界面
活性剤を、光触媒の存在下で光照射して分解した後に、
油水分離を行うことを特徴とするエマルジョン性含油排
水の処理方法。」以下、本発明を詳細に説明する。

【００１１】本発明においては、エマルジョンの構成要
素である界面活性剤を光触媒により酸化分解してその界
面活性作用を失わせ、水と油の２層に分離した後に油水
分離を行う点に特徴を有する。

【００１２】使用される光触媒としては、二酸化チタ
ン、三酸化タングステン、酸化亜鉛、三二酸化鉄、チタ
ン酸ストロンチウムなどの金属酸化物や、硫化カドミウ
ム、硫化亜鉛、硫化インジウムなどの金属硫化物や、セ
レン化カドミウム、セレン化亜鉛などの金属セレン化
物、リン化ゲルマニウム、リン化インジウムなどの金属
リン化物など、およびこれらの光触媒に白金、ロジウ
ム、ルテニウム、ニオブ、銅、鉄などの金属および金属
酸化物を担持したもの、など従来公知のものを挙げるこ
とができる。その中で、特に、触媒活性、安全性、価格
などの条件から、二酸化チタン、チタン酸ストロンチウ
ムなどが好ましい。

【００１３】光触媒は、それ自身だけで粉末状、粒状等
を水中に分散させる形態でも、膜状、多孔質状、繊維状
など様々な形状の担体に担持させた状態でも使用するこ
とができる。

【００１４】この光触媒による反応の大きな特徴は、非
常に強い酸化力を持っていることである。例えば光触媒
として酸化チタンを使用する場合、近紫外光の照射下で
溶液種から電子を引き抜く正孔は、３．０Ｖ（標準水素
電極電位基準）のポテンシャルエネルギーを持つことが
知られている。これは、Ｏ₂ ／Ｈ₂ Ｏの１．２３Ｖ、Ｏ
₃ ／Ｏ₂ の２．０７Ｖと比較しても、かなり高い酸化能
力を有しており、理論上ほとんど全ての界面活性剤（ノ
ニオン系、カチオン系、アニオン系）の酸化分解が可能
である。

【００１５】油については、特に種類に関して限定され
るものではなく、工業用潤滑油、食用油、化粧品の油成
分等が挙げられる。また、本発明において適応するに際
して、その濃度としては、特に限定されるものではない
がおおよその目安を示すならば５０〜２０００ｐｐｍ程
度である。

【００１６】光触媒を励起するために照射する光源とし
ては、光触媒の電荷分離を引き起こす波長 （可視及び
／又は紫外）を含むものであれば使用できる（例えば二
酸化チタンであれば３８７ｎｍ以下）。具体的には、白
熱灯などのフィラメントランプ、水銀灯、キセノン灯な
どの高輝度放電灯、蛍光灯、ブラックライト、殺菌灯な
どの蛍光灯類、レーザー光などの人工光源または、太陽
光の自然光源を用いることができる。また自然光源の補
助光源として人工光源を同時に使用しても良い。

【００１７】界面活性剤分離後の油水分離方法として
は、好ましくは疎水性材料であるコアレッサーによる粗
粒化分離法、油吸着材による吸着法浮上分離法、膜分離
法等が挙げられるが、その他にも加圧浮上法、遠心分離
法、等従来の分離方法全てが適用できる。

【００１８】

【実施例】以下に実施例を示すが、本発明はこれに限定
されるものではない。

【００１９】実施例１ 容積３００ccの石英ガラス製ビーカーに、１００ｐｐｍ
のノニオン系界面活性剤（ＰＯＥ(10)ノニルフェニルエ
ーテル：日本サーファクタント工業株式会社）の水溶液
２００ccを入れ、さらに二酸化チタン粉末（ＭＣ−９
０：石原産業株式会社）２００mgを加えた。これを撹拌
して二酸化チタンを懸濁させながら、水面上３０cmの高
さから５００Ｗの超高圧水銀灯（HB-50101AA：ウシオ電
機株式会社）を３時間照射後、遠心分離で二酸化チタン
を除去した水溶液のＴＯＣ濃度、表面張力を測定した。
結果を表１に示すが、ＴＯＣ濃度が減少し表面張力は増
加している。界面活性剤中の疎水性基、親水性基が酸化
分解されて一部の炭素原子が二酸化炭素となり、その結
果として界面活性作用が低下しているのが判る。

【００２０】同濃度の界面活性剤水溶液２００ccに、さ
らに１００ｐｐｍの潤滑油（ダフニーカット LP-30：出
光興産株式会社）を添加後撹拌してエマルジョン水溶液
を調製し、二酸化チタン粉末２００mgを加えた。これを
撹拌して二酸化チタンを懸濁させながら、同様に５００
Ｗの超高圧水銀灯を３時間照射した。その後、遠心分離
で二酸化チタンを除去した水溶液に、油吸着剤０．６ｇ
（ウォーセップ：東レファインケミカル株式会社）を添
加して、遊離した油を吸着させた後、水溶液のＴＯＣ濃
度を測定した。なお、油吸着剤は常温で真空乾燥を行
い、油吸着量を測定した。

【００２１】比較例１ １００ｐｐｍの界面活性剤と潤滑油１００ｐｐｍを含ん
だエマルジョン水溶液について、実施例１と同条件の実
験を二酸化チタンが存在しない条件で行った。

【００２２】結果を表２に示すが、界面活性剤を酸化分
解することでエマルジョンを水と遊離の油分とに分離で
き、油水分離で遊離の油分を除去することで、エマルジ
ョン含有排水の処理が可能になる。

【００２３】

【表１】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の処理方法
により、処理しにくいエマルジョン含有排水に対して、
処理装置のコンパクト化、廃棄物の低減、ランニングコ
ストの低減を図ることができる。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エマルジョン性含油排水に含まれる界面
   活性剤を、光触媒の存在下で光照射して分解した後に、
   油水分離を行うことを特徴とするエマルジョン性含油排
   水の処理方法。
2. 【請求項２】 光触媒が二酸化チタンであることを特徴
   とする特許請求範囲第１項記載のエマルジョン性含油排
   水の処理方法。
3. 【請求項３】 光触媒を、粉末状で水中に分散させて使
   用することを特徴とする特許請求範囲第１項記載のエマ
   ルジョン性含油排水の処理方法。
4. 【請求項４】 光触媒を、粒状で水中に分散させて使用
   することを特徴とする特許請求範囲第１項記載のエマル
   ジョン性含油排水の処理方法。
5. 【請求項５】 光触媒を、形状が膜状あるいは多孔質状
   あるいは繊維状である担体に担持させて使用することを
   特徴とする特許請求範囲第１項記載のエマルジョン性含
   油排水の処理方法。